Les laines de bois, de chanvre, de lin, de coton, d’herbe, de pailles, la ouate de cellulose, le liège, nous sont souvent présentés comme des isolants de dernière génération. Qu’en est-il réellement ? Sont-ils si récents qu’ils mériteraient d’être présentés comme des innovations majeures ?
Les sources étant multiples, en tout cas bien plus nombreuses que dans les autres familles (les isolants d’origine minérale et les isolants d’origine pétrochimique), nous allons leur consacrer deux articles.
Le premier est dédié aux isolants qui se présentent sous forme de panneaux et/ou rouleaux, disons plus largement de blocs isolants préformés en usine. On y trouve bien sûr toutes les laines : bois, lin, chanvre, coton, herbe, paille… ainsi que des blocs préformés plus rigides : les panneaux de bois haute densité, les panneaux de liège…
Le second est dédié aux isolants en vrac pouvant être soit pulsés en l’état, soit déversés tout simplement, soit posés sous forme de vrac ou semi-vrac (pour le semi-vrac nous pensons particulièrement à la paille ou au chaume).
Préalable
Isoler les habitats remonte à la nuit des temps.
Parmi les premiers isolants utilisés il faut probablement inclure les peaux de bête. Cependant les difficultés de la chasse, du traitement et de la conservation des peaux, la nécessité de se vêtir avec ont très probablement incité nos ancêtres à privilégier les isolants végétaux, parmi lesquels l’herbe sèche (plus généralement tous les fourrages et les feuilles) ainsi que, plus tardivement, la paille (pour ce faire, l’homme a dû produire des céréales en quantité, ce qui est plus complexe que de collecter de l’herbe sèche).
Laisser entendre, comme le font souvent les détracteurs des isolants végétaux, qu’ils sont récents et ne présentent pas le recul nécessaire est donc une allégation non seulement erronée mais une contrevérité.
Certes nos ancêtres ne mettaient pas en œuvre des panneaux ou rouleaux achetés chez le négoce voisin mais des fibres libres. Cependant, quelle est la différence majeure avec le vrac ?
Les fibres sont liées entre elles avec, le plus souvent, du polyester… à l’identique des isolants fibreux minéraux !
Ce n’est donc pas sur ce plan qu’il faudra les juger et les sélectionner ou non, voire leur préférer des isolants prétendument plus anciens.
En effet ils sont apparus en tant que blocs assemblés, avec la découverte et la maîtrise des polyesters et… pour ce qui est des matériaux qui les constituent, les fibres minérales ont été mises au point bien plus récemment, par l’homme, au 20ème siècle, quand les fibres végétales, elles, remontent à la nuit des temps !
Définition des isolants biosourcés
On entend par biosourcé tout matériau issu de la biomasse d’origine végétale ou animale.
La liste (non exhaustive) prise en compte pour l’appréciation de leur intégration dans les appels d’offre pour les marchés publics est disponible ici (pdf).
Nous allons, dans une première partie, présenter les isolants, qu’ils soient constitués de fibres de premier emploi ou de fibres ré-utilisées, en fonction de leurs spécificités propres au niveau de leur fabrication ou de leur composition.
A la fin de cet article, nous présenterons leurs qualités et capacités, globalement, tant elles sont proches pour tous ces produits.
Isolants à base de fibres ou éléments de premier emploi
Il s’agit de fibres produites ou exploitées avec visée directe de production d’un isolant ou d’intégration dans un isolant.
La laine de bois
Elle est fabriquée à partir de bois, soit de chutes issues d’autres industries ou filières (bois d’œuvre par exemple), soit de bois trop petits pour d’autres usages. Les résineux sont préférés à toutes les autres essences, riches en lignine et avec un apport intéressant : la présence de résine.
Ces pièces de bois sont défibrées mécaniquement afin d’obtenir ainsi un matelas de vrac (utilisable aussi en l’état, d’où la présence de ce matériau également dans l’article dédié aux isolants en vrac).
Pour les assembler en panneaux ou rouleaux, deux méthodes sont possibles (voir le livre “L’isolation thermique écologique” de JP Oliva et S. Courgey aux Editions Terre vivante) .
La première consiste à utiliser peu d’énergie, avec un séchage entre 120 et 200 °C mais à y associer de la colle d’assemblage, généralement du polyester.
La deuxième nécessite beaucoup plus d’énergie mais évite l’emploi de colles. C’est en chauffant l’ensemble des fibres à des températures élevées, propres à évaporer l’eau contenue dans les fibres et, moyennant un apport important de vapeur d’eau, provoquer une faculté de collage via l’amidon contenu dans la lignine, lequel, en présence d’eau, se transforme en colle. On fait appel ici au même principe de base que lors de la mise en œuvre de la ouate de cellulose par projection humide (vidéo).
Dans les deux cas, au moment opportun, un système de presse vient assembler les fibres entre elles, ce qui permet de générer un matelas isolant continu, lequel, après découpage, est emballé en vue de sa commercialisation. Ces laines sont disponibles en diverses dimensions et/ou épaisseurs.
Selon la compression générée lors d’un passage sous presse, il sera possible d‘obtenir des laines de densité variable.
On pourrait classer la laine de bois en deux sous-familles.
L’une et l’autre ont besoin d’adjuvants contre le feu et/ou les insectes xylophages ainsi qu’en traitement antifongique et anticryptogamique.
La laine de bois à haute densité
Elle se présente forcément sous forme de panneaux. Si leur densité est suffisante, ils permettent l’isolation de toit en sarking, donc avec l’isolant supportant le poids tant de la couverture que de la charge éventuelle de neige.
Ces panneaux, disponibles en diverses épaisseurs, peuvent aussi, en façade, servir de support à crépi, lequel sera bien sûr réalisé selon les prescriptions du fabricant.
Un traitement destiné à les étanchéifier à l’eau liquide permet l’emploi de ces panneaux en tant que pare-pluie.
La laine de bois souple, flexible et compressible
Si, lors du process de fabrication, la compression des fibres est moindre, en sortie de ligne de production la densité sera bien évidemment moindre. Elle peut, dans ce cas, se présenter indifféremment en panneaux ou rouleaux.
L’utilisation des laines de ce type est très similaire à celle déjà très connue des laines minérales.
La laine de lin
La France est le premier producteur mondial de lin. Elle couvre à elle seule 80 % du marché mondial et la Normandie assume 55 % du volume total.
Initialement le lin est utilisé en tant que fibre pour produire de la toile.
Après arrachage (afin de récolter un maximum de fibres), les tiges subissent un premier traitement directement dans les champs ; il s’agit du rouissage. Elles subissent ensuite un seconde opération, le treillage, lequel consiste en une opération mécanisée qui sépare les fibres de l’écorce (à notre connaissance l’écorce n’est pas valorisée autrement (après compostage ou par enfouissement direct lors du labour) que sous forme d’engrais. Cette opération est réalisée directement en usine.
Les fibres ainsi obtenues sont assemblées entre elles de la même manière que la laine de bois souple tel que décrit ci-avant pour, au final, permettre la production de la laine que l’on trouve chez les négoces en diverses épaisseurs.
Elle nécessite aussi des adjuvants ignifugeants, anti-insectes xylophages, antifongiques et anticryptogamiques.
La laine de chanvre
Le chanvre est utilisé de très longue date dans de nombreux secteurs (nourriture, papier, cosmétique, boisson, tissage, cordages, paillage …). Nous vous conseillons le visionnage de cette vidéo qui les présente assez largement.
Il s’en est toujours produit un peu partout en France, ne serait-ce que pour la fabrication des cordes utilisées dans les exploitations a&gricoles.
Sa production est assez simple et nécessite certes de l’eau mais, contrairement à beaucoup d’autres plantes, particulièrement le maïs, ses besoins se situent aux débuts de son développement, période où elle est encore assez disponible. Elle ne nécessite quasiment pas d’intrants pétrochimiques et n’est pas exigeante au niveau de la qualité des terres.
Le défibrage des tiges permet la séparation des fibres (la filasse) de l’écorce et du cœur. Ces dernières matières donnent la chènevotte, laquelle est aussi utilisable en tant qu’isolant. Elle est abordée dans l’article dédié aux isolants en vrac.
Des blocs préfabriqués en chènevotte liée soit au ciment naturel soit à la chaux sont utilisés en tant qu’isolant dans la masse. Leur lambda est assez médiocre par contre leur perspirance et leurs qualités hygroscopiques sont de très haut niveau. Du fait du volume mis en œuvre, ils contribuent au confort en apportant de l’inertie au bâti.
Ces blocs ne sont pas porteurs mais remplissent de nombreux services, soit en remplissage d’une ossature porteuse dans le cadre d’une construction neuve, soit en doublage de murs anciens tels qu’en pierre et/ou pisé.
Des laines sont produites avec les fibres.
Contrairement aux autres laines d’origine végétale, le chanvre est naturellement peu attaquable au plan fongique et auto-protégé contre les insectes xylophages (c’est d’ailleurs pour cela que les canevas, bien que réalisés avec de la laine de mouton mais sur une trame en fil de chanvre, ne sont pas attaqués par les mites, de même pour les cordages sur les navires et le choix de stocker les céréales dans des sacs en toile de jute).
Comme pour la laine de bois assemblée à faible température, l’assemblage des fibres aux fins de production de panneaux et/ou rouleaux d’isolants d’épaisseurs variables est possible grâce à l’ajout d’un liant, généralement du polyester.
Le liège
Contrairement aux isolants à base de fibre de bois, de lin, de chanvre, de coton ou d’herbe, ce n’est pas à des tiges ou fibres qu’il est fait appel mais à l’écorce d’un chêne très spécifique, le chêne-liège.
Cette écorce est “levée” environ tous les dix ans.
Elle peut être utilisée en l’état, on parle de liège blanc.
Cependant, le plus généralement, les panneaux sont créés par expansion à la chaleur, ce qui en change la couleur et a valu à ce type de fabrication d’être qualifiée de liège noir. Une exposition à la chaleur pendant plusieurs heures provoque le gonflement des granules de liège et leur assemblage par collage grâce à la présence naturelle d’une résine, la subérine (voir le livre “L’isolation thermique écologique” aux Ed. Terre vivante).
Cette expansion augmente les performances isolantes du liège (ce qui est normal car plus d’air captif). Ces panneaux, produits en diverses épaisseurs, sont également très résistants au plan de la compressibilité et sont assez insensibles à la présence d’eau ou de vapeur, ce qui les rend assez incontournables pour isoler des parois en milieu exposé à des taux d’humidité importants.
Cette faculté et la rareté de la ressource devraient inciter à ne les employer que là où d’autres isolants végétaux ne leur sont pas substituables.
La laine de mouton
La ressource, cette fois, nous est fournie sous forme de fibres d’origine animale, principalement les moutons, suite à leur tonte.
Contrairement aux plumes, citées ci-après, il n’est pas nécessaire de tuer l’animal source pour en exploiter sa protection naturelle contre le froid ou le chaud.
La laine prélevée peut être utilisée en son état de prélèvement, brute de tonte.
Elle contient alors du suint (matière grasse produite par l’animal), lequel suint contient des éléments qui traitent la fibre contre les attaques des insectes ou de leurs larves et la protègent au plan fongique et cryptogamique.
Malheureusement il sent particulièrement et durablement très fort, odeur assez tenace et désagréable, on parle d’odeur de bouc… Qui plus est, il s’écoule lentement de la laine… peut-être même est-il la base du verbe “suinter”, pouvant aller jusqu’à provoquer le développement d’auréoles et/ou taches sur les parements qui lui sont proches et ses pouvoirs de protection naturelle ne semblent pas durables après la tonte.
Nous ne pouvons que déconseiller cette forme, aussi écologique qu’elle puisse sembler, hormis en très faible quantité et dans des conditions très spécifiques (en périphérie des menuiseries par exemple).
Le plus souvent la laine est lavée, ce qui provoque l’avantage de la débarrasser de tous corps étrangers (paille, crottes…) ainsi que de son suint, donc exit les désagréments visuels et olfactifs, mais aussi exit sa protection naturelle.
Pour en constituer des panneaux ou des rouleaux, en diverses épaisseurs, les fibres sont, le plus souvent, liées au polyester. Une variante d’assemblage sur un support polypropylène est également possible.
Ces panneaux nécessitent des traitements contre les insectes, antifongiques, anticryptogamiques et ignifugeants.
La plume de canard
Il s’agit d’un matériau qui… n’est plus fabriqué en france.
Nous n’avons pas mené d’enquête approfondie mais il apparaît que le producteur à l’origine de ce produit, Naptural, suite à l’arrivée de Saint-Gobain dans son secteur ou même, possiblement, du rachat des brevets par cette même entreprise, a déposé le bilan en 2014.
Bien qu’elle soit encore proposée par certains négoces, il semble que ce produit ne soit plus disponible sur leur catalogue… Opportunité d’accroche suite à une demande résiduelle et ré-orientation vers un autre isolant ?
Isolants à base de fibres recyclées ou valorisées
Nous faisons référence ici à des fibres qui, bien que largement disponibles, ne sont pas valorisées ou dont cette utilisation améliore la valorisation.
La laine de coton
Les fibres utilisées pour sa fabrication proviennent de l’effilochage de vêtements usagés collectés par des associations de réinsertion ou de chutes de tissus suite à la coupe des pièces au moment de la conception des vêtements.
C’est probablement une des valorisations les plus efficaces d’un déchet très répandu : le coton sous toutes ses formes.
Une fois obtenues, ces fibres de coton sont assemblées en un matelas uniforme, d’épaisseurs variables, et découpé mécaniquement avant emballage et commercialisation.
Ces produits nécessitent des traitements antifongiques et anticryptogamiques, ainsi que ignifugeants ou, selon leur destination, une protection contre la flamme.
La laine d’herbe
Il ne s’agit pas d’une collecte d’herbe qui viendrait en concurrence avec l’alimentation animale.
L’herbe collectée provient du fauchage en des lieux où elle n’est de toute façon pas collectée.
Parmi les ressources, déjà exploitées à la production de ce type d’isolant ou non encore collectées mais collectables, on peut citer : les immenses zone enherbées des aéroports, les bords des routes et autoroutes, les zones enherbées de parcs, les fauchages de zones humides nécessitant un entretien… comme on le voit, la disponibilité est grande et très largement mal exploitée, pour ne pas dire, en France, en 2020, totalement inexploitée. Nos voisins Allemands, du Bénélux ou Scandinaves ont une nette avance sur nous dans ce domaine.
Selon nos renseignements, sa présence et son emploi chez nous vont assez vite se développer.
Une fois collectée, l’herbe est séchée. Le jus extrait est valorisé dans des digesteurs en vue de production de gaz naturel. Comme pour les laines déjà décrites, les fibres sèches sont assemblées entre elles par liaison avec du polyester ou un liant à base d’amidon.
Les panneaux peuvent être produits en diverses épaisseurs.
Il est nécessaire d’ajouter des adjuvants pour des protections fongicides, anticryptogamiques et ignifugeantes.
La laine et les bottes de paille
A notre connaissance, seule une production de panneaux en paille de riz est réellement disponible sur le marché sous forme de laine.
La ressource, bien que moindre que celle d’herbe n’en est pas moins largement disponible et, à ce jour, non ou mal valorisée.
Une entreprise s’est lancée récemment sur ce marché et ses produits, plus que prometteurs, sont d’ores et déjà disponibles sur le marché.
Pour en fabriquer des panneaux (en diverses épaisseurs), les brins de paille sont assemblés entre eux grâce à un liant polyester.
Le matériau de base semble ne pas présenter d’appétence pour les insectes xylophages, lesquels y mourraient même de faim.
La botte de paille est utilisée de longue date en tant qu’isolant en remplissage dans une structure. Il s’agit là d’une valorisation très intéressante d’un matériau qui, très souvent, n’est pas réellement valorisé.
La maison la plus ancienne isolée avec ce matériau, la maison Feuillette, se situe à Montargis et fête, cette année 2020, ses… 100 ans !
Belle preuve de longévité, réponse sans autre besoin de commentaire à ceux qui n’y croient pas !
La ouate de cellulose en panneaux
La ouate de cellulose est produite en broyant du papier et en y ajoutant des adjuvants.
Bien que l’immense majorité de la production européenne soit consommée sous forme de vrac, il est possible, par liaison des particules entre elles grâce à du polyester, d’en faire des nappes pré-assemblées.
Le process de fabrication est le même que celui des laines déjà décrites ci-avant.
Comme pour la ouate en vrac, des adjuvants fongicides, anticryptogamiques et ignifugeants sont ajoutés à la composition.
Ces panneaux existent en diverses épaisseurs.
Autres types possibles de laine
Il n’est pas impossible d’envisager de voir un jour apparaître des laines à base de paille de blé, orge ou avoine, de même qu’à base de roseaux.
Les isolants de type composite
Ils sont obtenus par le mélange de différentes fibres, chacune amenant ses propres avantages.
Laine de chanvre/lin/coton
Un fabricant français produit un isolant dans lequel il mélange des fibres de chanvre, de lin et de coton.
Ce produit présente d’excellentes caractéristiques générales.
Il est de même niveau global que les diverses laines décrites ci-avant.
Comme elles, il nécessite l’ajout d’adjuvants et l’assemblage des fibres est assuré avec du polyester.
Laine de verre/laine de bois
Un très grand producteur français d’isolants, leader national de la laine de verre, a mis au point un isolant dans la composition duquel il mélange intimement laine de verre et laine de bois. Ceci n’apporte aucun avantage au plan des performances, si ce n’est au niveau du seul lambda. Par contre, sur les autres plans que sont les capacités d’effusivité et de diffusivité, de déphasage, d’inertie, de sorption et désorption, cette combinaison provoque une baisse des performances de la laine de bois.
Bien que ne comptant que 50 % de matériau réellement d’origine biosourcée (la laine de bois), du fait de la présence importante de fibres minérales, cet isolant revendique le meilleur lambda pour un isolant biosourcé… Nous considérons que, même si la législation est respectée, il s’agit là d’un abus coupable car le consommateur est trompé et, s’il fait le choix d’un tel produit, non seulement au-delà d’un très bon lambda, il ne disposera pas d’un même niveau global de confort mais, de plus, aura mis en œuvre un produit absolument non recyclable (mélange de fibres de familles différentes).
Il s’agit, pour nous, d’un produit tellement “aberrant” que nous pensons que lui attribuer le titre de meilleur isolant biosourcé relève de greenwashing.
Les blocs rigides
Les blocs à base de chènevotte de chanvre ou copeaux de bois, liés à la chaux ou au ciment naturel sont une alternative intéressante.
Ils seront développés plus en détail dans un autre article.
Appréciation globale des performances des isolants présentés ci-avant (à l’exclusion de la laine verre/bois)
- leur chaleur spécifique est importante selon “L’isolation thermique écologique” de JP Oliva et S. Courgey, Ed. Terre vivante, elle va de 1300 à 1700 joules/kg/K (nombre de joules nécessaires pour faire gagner 1 k à 1 kg de matière) pour les valeurs les plus basses, attribuées aux laines de lin et de chanvre et de 1900 à 2200 pour les plus performantes, attribuées aux laines de bois. Ceci est à comparer aux 840 à 1030 joules pour faire gagner 1 K à 1 kg de laine de verre).
- leur densité de mise en œuvre va de peu élevée à très élevée : de 20 à 35 kg/m3 pour de la laine de lin, la moins dense, et de 140 à 280 kg/m3 pour les laines de bois les plus denses,
- leur diffusivité, va de bonne à excellente,
- leur effusivité est bonne,
- leurs capacités de réflexion des rayonnements, comme tous les isolants non spécifiquement “réflecteurs”, sont nulles,
- leur perméance est très bonne,
- leur sorption et désorption sont de très bon niveau,
- leurs lambdas vont de 0,048 pour le moins bon, à 0,036 pour le meilleur. Cependant leurs lambdas, comme ceux des autres isolants, ne sont plus fiables au-delà de 27° et ne le sont d’ailleurs plus vraiment dès avant.
- Leurs lambdas moyen et leur chute au-delà de 27° sont très largement compensés par les autres capacités citées ci-avant.
Leurs grandes différences d’avec les isolants d’autres familles
Carbone, énergie grise
Les autres grandes familles, du fait de la nécessité de beaucoup d’énergie pour les produire, émettent des quantités non négligeables de carbone.
Au moins aussi longtemps qu’ils seront non recyclés, les isolants d’origine biosourcée ont la faculté de stocker du carbone.
Lorsqu’ils seront recyclés, ils relâcheront alors le carbone stocké dans leurs fibres ; celui-ci sera inférieur à ce qui aura été stocké lors de la croissance du végétal.
En effet non seulement les plantes fixent du carbone dans leurs fibres, mais également dans le sol (pdf), lequel y est définitivement fixé, même après le prélèvement de la plante.
Plus la pousse de la plante ressource est rapide et sans culture des sols, meilleur sera son bilan. Dans ce domaine nous attribuons la palme à la laine d’herbe.
Ce tableau émis par natureplus.org met bien en évidence les impacts des uns et des autres.
Consommation de ressources fossiles
Du simple fait de l’origine renouvelable de leurs composants principaux, les fibres végétales, les isolants biosourcés consomment très peu de ressources fossiles, tant pour leur production que pour leur collecte, en tout cas beaucoup moins que les ressources nécessitant une extraction du sol.
La nécessité moindre d’énergie pour leur fabrication réduit encore cette consommation de ressources fossiles.
Salubrité
Non émetteurs ou très peu émetteurs de Composés Organiques Volatiles (COV) divers tout au long de leur exploitation en tant qu’isolant, non ou très peu émetteurs de vapeurs toxiques en cas d’incendie (sous réserve de mise en œuvre dans les règles de l’art), les isolants thermiques de cette famille ne présentent pas de risques sanitaires pour les occupants.
Recyclage
Même si un ré-emploi direct en tant qu’isolant n’est pas possible, ceux qui sont d’origine biosourcée sont recyclables, ne serait-ce que par compostage.
Conclusion
Bien que ne disposant pas, et de loin, des meilleurs lambdas, si on tient compte de leurs autres performances telles que citées immédiatement ci-avant, les isolants biosourcés sont les meilleurs choix qu’il soit possible de faire…
Sur les autres plans : accès au confort, durabilité, consommation réduite de ressources fossiles, respect global de l’environnement, respect du biotope des occupants, les isolants d’origine biosourcée devront toujours être préférés à ceux des autres familles que sont les isolants d’origine minérale et ceux d’origine pétrochimique.
Un label “matériau biosourcé”, porté et proposé par Karibati, permet aux industriels de prouver le caractère réel de leurs produits et apporte au public la garantie de la véracité des revendications.
Crédits photos : Yves Hustache pour Karibati, Steico, Le lin coté nature, gramitherm, FBT isolation, Biofib Cavac.
Aleks, Cazalla Montijano, Juan Carlos, 4028mdk09 et von David Nance (sur Wikimedia)
La lettre d'information de Claude Lefrançois, alias Papy Claude
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l'analyse d’un Habitologue
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