Dans cette partie, nous allons parler de l'histoire de l'isolation à travers les époques. Ensuite, nous parlerons des différents isolants synthétiques, minéraux et naturels dont nous disposons en développant sur leurs caractéristiques, leurs fabrications, leurs avantages et leurs inconvénients. Enfin, nous parlerons de l'impact de tous ses matériaux sur l'environnement et notre santé.

 

  Depuis les années 2000, l’isolation est devenue indispensable dans la construction mais cela n’a pas toujours été le cas.

   Avant 1950, l’isolation était presque inexistante dans les logements, il n’y avait que le chauffage au bois, au charbon ou au fioul pour compenser le manque d’isolation thermique pendant l’hiver.

   Dans les années 1970, les hommes commencent à faire plus attention aux gaspillages et à l’économie d’énergie, c’est à cette époque que l’on commence à intégrer la notion d’isolation dans la construction des murs et des toitures. On intègre également une réglementation acoustique en matière d’isolation phonique le 14 juin 1969 qui fixe des valeurs minimales d’isolation acoustique entre les appartements aussi bien au niveau des planchers et des cloisons séparatives pour pouvoir enfin préserver une certaine intimité sans être trop dérangé par les voisins aux alentours. Cette réglementation fixe également des valeurs maximales de bruits de choc ou de bruits d’équipements.

   Le 29 octobre 1974, l’État fait passer une loi imposant des « règles de construction et d’aménagement applicables aux locaux de toute nature quant à leurs caractéristiques d’isolation thermique», ce qui est un premier pas dans la réglementation de l’isolation des bâtiments neufs.

 En 1976, une nouvelle réglementation est adoptée et l’isolation devient obligatoire également pour les bâtiments tertiaires ainsi que les établissements recevant du public et pas seulement les habitations.

  En 1980, est créé le premier label de l’isolation, cela incite les entreprises d’isolation à dépasser l’exigence réglementaire, ainsi, plus de 140000 logements seront labellisés. Ce label ne devient obligatoire pour tous les logements qu’en 1982. Les panneaux solaires feront leur première apparition en matière de chauffage.

  Pendant plusieurs années, la réglementation thermique continue son évolution pour des niveaux d’isolation encore plus importants, par exemple, en 1988, on atteint le niveau 2 du label HPE ( Haute Performance Énergétique ).

  Il y a également des progrès faits dans l’isolation acoustique notamment avec la Nouvelle Réglementation Acoustique ( NRA ) du 28 octobre 1994 qui introduit des exigences complémentaires contre les bruits extérieurs et une absorption acoustique dans les parties communes comme les couloirs, les escaliers ou les halls. Elle fixe également des exigences pour les bruits des équipements situés à l’intérieur du logement comme les bouches de VMC (dispositif intégré au bâtiment fonctionnant avec une centrale de ventilation forçant l’extraction de l’air pour le renouveler et assurer ainsi la qualité de l’air intérieur) ou les appareils individuels de chauffage.

  En 1997, est adopté le protocole de Kyoto qui est un accord international entre 84 États donc la France, visant à la réduction des gaz à effet de serre. Cet accord vient s’ajouter à la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques dont les pays participants se rencontrent une fois par an depuis 1995.

  Ce protocole généralise la nécessité d’une réduction des gaz à effet de serre. On introduit une méthode de calcul de la consommation moyenne d’énergie pour le chauffage, le refroidissement, la ventilation, la production d’eau chaude sanitaire, l’éclairage et les auxiliaires. L’isolation devient aussi importante en été qu’en hiver. La même année, on impose de nouvelles performances acoustiques minimales requises dans un bâtiment d’habitation; cela s’applique aussi aux constructions neuves, aux extensions de bâtiments existants et dans le secteur du logement collectif et individuel.

  Depuis les exigences en terme d’isolation thermique et phonique ne cessent d’augmenter. Une carte des climats a été par exemple établie en 2005 pour adapter les niveaux d’isolation en fonction des zones géographiques. A partir de 2011 l’utilisation d’énergies renouvelables dans l’isolation devient plus que conseillée, l’imperméabilité à l’air des bâtiments neufs et le traitement des ponts thermiques sont désormais rendus obligatoires.

   Aujourd’hui, nous pouvons trouver de nombreuses sortes d’isolants sur le marchés aussi bien synthétiques que minéraux ou naturels. Leur prix varient souvent avec le type de matériaux utilisés et le coût de production de l’isolant.

  L’isolation a plusieurs caractéristiques pouvant varier à savoir la conductivité thermique, la résistance thermique, la perméabilité à la chaleur, la densité et le déphasage ( capacité des matériaux composant l’enveloppe de l’habitation à ralentir les transferts de chaleur).

 

 

 

  Pour réaliser ces expériences nous disposons de 2 matériaux synthétiques qui sont 2 sortes de polystyrène: le polystyrène expansé et le polystyrène extrudé. Le polystyrène est un matériau d'isolation thermique et acoustique issu de la pétrochimie. C'est le principal isolant synthétique vendu sur le marché, il est très apprécié pour ses bonnes performances surtout en matière d'isolation thermique.

 

Le polystyrène expansé (PSE) :

 

 

   Le polystyrène expansé est de souvent de couleur blanche ou grise. Il se présente sous la forme de billes sphériques de petit diamètre (0,2 à 0,3 mm). Il peut être trouvé en vrac, en panneaux rigides et en éléments découpés ou moulés. Il contient 98% d'air et est donc peu consommateur de matière première. Il peut être utilisé de plusieurs façons: pour les sols, les murs, les terrasses, les combles, les planchers ou encore les toitures.

 

Fabrication

 

 

 

  Le polystyrène expansé a pour origine le monomère de styrène qui extrait d’un sous-produit issu du raffinage du pétrole, le naphta. Ce monomère de styrène est associé à un agent d’expansion appelé pentane et à de l’eau pour se transformer en billes de polystyrène expansé. Ces billes sont ensuite moulées en panneaux qui seront ensuite découpés selon la taille souhaitée.

 

 

Avantages	Inconvénients
- est peu consommateur de matières premières- très bon isolant thermique- respectueux de l'environnement- applications multiples- abondant sur le marché- léger- facile à travailler- insensible à l'humidité- perméable à la vapeur d'eau- prix abordable	- performances acoustiques médiocres-inflammable- fragile- dégagement toxique avec le temps et en cas d'incendie- faible durée de vie

 

 

Le polystyrène extrudé (XPS):

 

 

  Le polystyrène extrudé est souvent de couleur bleue. Quasiment insensible à l'humidité, il offre une résistance élevée à la compression et au fluage (lente déformation ou perte d'épaisseur irréversible). Il est le plus souvent appliqué sur les sols, les toitures plates et l'habillage des soubassements (partie inférieure, massive, d'une construction, qui surélève celle-ci au niveau du sol).

 

Fabrication

 

 

 

  Le polystyrène extrudé est fabriqué à base de polystyrène qui va former une mousse alvéolaire rigide à l’aide d’un gaz sous pression. Sa nature à cellules fermes permet d’emprisonner le gaz injecté lors de la fabrication et après refroidissement du matériau.

 

Avantages	Inconvénients
- de meilleure qualité que le polystyrène expansé- matériau léger- résistance mécanique forte- plus résistant à l'humidité que le polystyrène expansé- facile et agréable de travailler avec ce matériau	- plus cher que le polystyrène expansé- isolation sonore médiocre- moins écologique que le polystyrène expansé- dégage des vapeurs toxiques lors d'incendies pouvant être néfastes- conçu de façon très polluante- peut être abîmé lors de grosses chaleurs

 

 

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  Pour réaliser ces expériences, nous disposons de 2 matériaux minéraux: la laine de verre et la laine de roche. Ces matériaux sont souvent les plus vendus sur le marché de part leurs faibles prix et leurs bonnes propriétés thermiques de plus elles sont ininflammables .

 

La laine de roche:

 

 

Fabrication

 

  La laine de roche est issue de matériaux naturels et considérés inépuisables comme une roche volcanique appelée le basalte, la chaux, la coke et des matériaux recyclés comme les rejets de production. Tous ces matériaux sont mélangés et fondus avant d’être transformés en fibres. Ces fibres seront ensuite aspirées pour être moulées en panneaux qui seront eux-mêmes découpés en fonction de la taille souhaitée.

 

Avantages	Inconvénients
- bon isolant thermique et sonore - résiste au froid - adaptation à tous les environnements car présentes sous de nombreuses formes - ininflammable - pas abîmée par les rongeurs - coût peu élevé	- moins isolante au niveau phonique que la laine de verre - obligation protection mains, yeux, poumons,peau - nécessité rajout de pare-vapeur après la pose - propriétés cancérigènes - perd de son efficacité au fil des années - obligation de remplacement après quelques décennies

 

 

La laine de verre:

 

 

 

Fabrication

 

 

  La laine de verre est fabriquée à partir de produits naturels et recyclés: du verre recyclé, du sable et du calcaire en petite quantité. Les matières premières sont stockées dans des silos puis seront pesées et mélangées pour former la composition verrière. Cette composition entrera ensuite en fusion dans un four puis passera dans plusieurs machines qui la feront ressortir sous forme de fils de verre . Le matelas de laine fabriqué est alors élastique et sera moulé sous forme de panneau qui sera ensuite découpé selon la taille souhaitée. Toutes les chutes seront ensuite recyclées.

 

Avantages	Inconvénients
- bon isolant thermique et sonore - résiste au froid - adaptation à tous les environnements car présentes sous de nombreuses formes - ininflammable - pas abîmée par les rongeurs - plus isolante au niveau phonique que la laine de roche - garde son efficacité au fil des années - coût peu élevé	- obligation protection mains, yeux, poumons,peau - nécessité rajout de pare-vapeur après la pose - propriétés cancérigènes - obligation de remplacement après quelques décennies

 

 

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  Pour réaliser ces expériences, nous disposons de 2 matériaux naturels: la fibre de bois et un mélange chanvre et lin. Ce matériaux naturels sont de plus en plus valorisés et utilisés de part leur fabrication respectueuse de l'environnement.

 

La fibre de bois:

 

 

Fabrication

 

  La fibre de bois ou la laine de bois est fabriquée à partir d'un procédé de défibrage des débris de bois qui sont restés dans les coupes après exploitation. La fibre de bois peut être mélangée à de l'eau afin de mouler facilement des panneaux isolants. On peut également associer la fibre de bois à d'autres matières isolantes telles que des fibres synthétiques ou des fibres végétales comme le chanvre. Pour certains usages, la fibre de bois nécessite un traitement spécial comme l'aptitude au contact alimentaire si elle doit être utilisée dans le domaine de l'agroalimentaire. A la pose de cet isolant il faudra rajouter un traitement ugnifuge qui permettra à la fibre de ne pas s'enflammer.

 

Avantages	Inconvénients
- panneaux écologiques fabriqués sans colle - production préservant l'environnement et assurant un recyclage tout au long de la filière - réduit les perditions de chaleur - propriétés d'isolation thermique et acoustique meilleures que celles d'isolants classiques - perméable à la vapeur - régule humidité du bâtiment	- moins résistant aux changements de températures quand elle est au contact de l'eau - inflammable - si l'on veut qu'elle soit ininflammable: ajout d'un traitement ignifuge contenant des matières toxiques mais cela 'est pas toujours suffisant

 

Le mélange chanvre et lin:

 

 

  La chanvre est est une des seules plantes de grande culture n'utilisant aucun herbicide ou insecticide. Ce matériau a acquis depuis 10 ans, une grande place dans le domaine de l'isolation thermique, en effet, sa faible conductivité thermique lui donne un bon pouvoir isolant. Il peut se trouver sous forme de panneaux, de rouleaux ou en vrac. Il peut être appliqué sur les murs, les toitures, les combles et les cloisons.

  Le lin est quant à lui, un très bon isolant thermique et phonique, efficace en particulier contre les bruits aériens. Les fibres de lin existent sous formes de panneaux, en rouleaux, en vrac ou en feutres et sont généralement utilisées pour l'isolation des murs, des toitures, des planchers et des combles.

  Le mélange de ces 2 matériaux garantie une bonne isolation thermique et phonique, il est le plus souvent vendu sous forme de panneaux.

 

Fabrication

 

  Les tiges de chanvre sont fauchées en longueur de 40 cm environ puis déposées en tas de faibles hauteurs, c’est ce qu’on appelle la mise en andain. L’alternance de pluie, rosée et soleil provoque un rouissage qui est une macération que l’on fait subir aux plantes afin de faciliter la séparation de l’écorce filamenteuse avec la tige. La fibre de chanvre sera ensuite cardée c’est-à-dire démêlée pour obtenir une laine de chanvre de très bonne qualité isolante.

  La laine de lin est quant à elle produite à partir des fibres qui ne sont pas employées dans l’industrie textile. Comme la fibre de chanvre, elle est cardée de manière à produire des couches superposées de fibres liées entre elles avec environ 25% de fibres de polyester. Ces fibres doivent subir plusieurs traitements: anti-moisissures, insecticide, ignifugeant…

  Ces deux sortes de laines sont ensuite mélangées puis coulées sous forme de panneaux isolants de chanvre et de lin.

 

Avantages	Inconvénients
- bonne durabilité - résiste aux insectes et aux rongeurs - absence de nocivité chimique au fil des années - sans danger pour la santé et l'environnement - pas cher	- inflammable, doit être associé à des produits ignifuges - peut subir un tassement au cours du temps

 

 

 

 

  Pour qu’un bâtiment soit qualifié d’écoconstruction, il ne faut choisir un isolant uniquement sur la base de ses propriétés thermiques,techniques et économiques mais également regarder l’impact qu’a celui-ci sur l’environnement.

  Pour cela, nous pouvons prendre en compte plusieurs caractéristiques:

 

- L’énergie grise, c’est-à-dire,la quantité d’énergie nécessaire lors du cycle de vie de de chaque matériau

- Les différentes émissions comme les gaz à effet de serre ou à formation de couche d’ozone sur l’ensemble du cycle de vie de chaque matériau qui auront un impact sur l’environnement et la santé

- Les matières premières et l’eau consommée

- Les émissions de produits nocifs durant la vie de chaque matériau

- Ses possibilités de recyclage pour la phase de déconstruction

 

  Les isolants synthétiques sont déconseillés en matière d’environnement. En effet, des isolants comme le polystyrène expansé peuvent émettre des gaz toxiques comme du styrène qui est une substance soupçonnée d’être cancérigène.

  Le polystyrène expansé et le polystyrène extrudé laissent aussi échapper leur agent gonflant, le pentane, qui est considéré comme un neurotoxique, il peut avoir des effets indésirables sur la santé qui entraînent des maux de tête et de la fatigue. Le pentane est également connu pour être un destructeur de la couche d’ozone.

  Ces matériaux nécessitent également beaucoup d’énergie grise, le polystyrène en utilise par exemple de 450 à 850 kWh/m³ , ce sont donc des matériaux très énergivores.

  De plus, ces matériaux ne sont ni recyclables, ni renouvelables car ce sont des hydrocarbures, c’est-à-dire, des composés organiques uniquement composés d’atomes de carbone. Ces matériaux sont donc à utiliser pour des besoins bien particuliers comme la rénovation d’un bâtiment non respirant tel qu’un bâtiment en béton.

 

  Les isolants minéraux ont leurs avantages et leurs désavantages en matière d’environnement.

  En effet même si la laine de roche a pour origine une roche volcanique appelée basalte ce matériau est ensuite soufflé et assemblé, l’analyse de son cycle de vie n’est donc pas satisfaisante.

  La laine de verre est quant à elles fabriquée à partir de matériaux non renouvelables tels que le verre et le sable mais son écobilan, reste cependant positif. En effet la laine de verre a une énergie grise out à fait correcte de 17,27 MJ. Elle peut vous permettre d’économiser de l’énergie car grâce à ses bonnes performances thermiques, vous pourrez moins chauffer votre maison. On considère que cet isolant économise davantage d’énergie qu’il n’en consomme cependant c’est un produit difficilement recyclable.

  La laine de verre et la laine de roche ont également leurs désavantages en matière de santé; en effet, certaines fibres qui composent ces laines sont suspectées d’être cancérigènes et qui peuvent atteindre les alvéoles pulmonaires. Les fibres de laine de roche étant plus petites que celles de la laine de verre, auront un pouvoir de pénétration respiratoire plus important.

 

  Les matériaux naturels sont très conseillés pour les personnes soucieuses de l'environnement cependant un matériau naturel n'est pas forcément écologique, en effet il sera qualifié d'écologique si tous les critères sont respectés.

  Le lin est un produit issu de l'agriculture, il est donc bénéfique pour les agriculteurs et l'environnement. Certaines entreprises n'utilisent aucun agent liant lors de sa fabrication, cela permet d'assurer qu'il n'y aura aucun produit toxique dangereux pour la santé des habitants de la maison.

  Le chanvre est une matière première renouvelable qui assainit l'air en assimilant le CO₂. De plus, le chanvre est un produit écologique car il ne contient aucun additif susceptible de nuire à l'environnement. Il ne constitue pas de danger pour la santé et est un matériau recyclable, c'est donc un bon isolant à choisir si vous êtes une personne soucieuse de l'environnement.

  La fibre de bois est un matériau naturel cependant lors de sa fabrication, la colle utilisée ne permet pas à celui-ci d'être recyclé. Ce matériau ne contribue pas à l'effet de serre mais il est cependant très énergivore. Il a également un très mauvais classement au feu, ce qui peut être dangereux, de plus, certains traitements ignifuges peuvent être nocifs pour la santé.