Habitat durable

Quels matériaux isolants thermiques écologiques choisir ?

Date de mise à jour : 13/09/2021

Découvrez les caractéristiques des matériaux d'isolation naturelle et écologique comparés à des substances issues de la pétrochimie ou de l'industrie. Le classement et les critères les plus importants pour les meilleurs isolants pour le toit, les murs ou le grenier.

  1. Les caractéristiques des matériaux
  2. Eléments techniques de classement
  3. Les critères importants des isolants
  4. Les modes de transferts de chaleur

Privilégier les matériaux sains

Il est possible d'utiliser des matériaux isolants contenant peu ou pas de substances polluantes pour l'isolation extérieure à enduire, pour un plancher prêt à clouer, pour des combles perdus, pour un écran de sous-toiture, etc. 

Les caractéristiques des matériaux 

Les matériaux utilisés pour la construction et l'isolation sont comparés par rapport à leurs caractéristiques suivantes :

  •  Énergie grise (utilisée) (kWh/m3).
  •  Effet de serre (kgCO2/UF).
  •  Densité (kg/m3).
  •  Conductivité thermique λ (W/m.K).
  •  Chaleur spécifique (kJ/kg.K).
  •  Résistance à la diffusion vapeur d'eau Sd (m).
  •  Capillarité.

Dans la rénovation globale, une ancienne longère demandera un autre traitement qu'une maison construite dans les années 90.

Isolation-thermique-fibre-de-bois-grenier-étage-maison.jpg

Eléments techniques de classement 

Il existe d'autres éléments techniques permettant d'établir un classement :

  •  Capacité thermique (en J/K).
  •  Chaleur spécifique ou Capacité thermique massique (en J·kg-1·K-1).
  •  Masse volumique (en kg/m³).
  •  Coefficient de transfert thermique.
  •  Effusivité thermique (en J⋅K-1⋅m-2⋅s-1/2).
  •  Comportement en cas d'incendie (les isolants biosourcés seront idéalement associés à des pare-feu ou frein-vapeur efficaces (Fermacell ou plâtre).
  •  Classe de matériau.
  •  Facteur de diffusion de la vapeur d'eau.
  •  Capacité hygroscopique.
  •  Résistance aux chocs, aux vibrations.

Les critères importants des isolants 

Les 4 critères importants du classement des isolants sont :

1- La résistance thermique R en m²K/W (Plus la résistance thermique (notée R) est élevée, meilleures sont les performances thermiques).
2- La conductivité thermique ou lambda en W/(m.K). Plus la valeur lambda λ (la facilité d'un matériau à laisser passer la chaleur) est faible et plus le matériau est isolant.
3- La réaction au feu (classement Euroclasses de A1 à F).
4- Le coefficient de résistance à la diffusion de vapeur d'eau.

La valeur sd 

Les lettres sd désignent le facteur de diffusion de la vapeur d'eau ou le coefficient de résistance à la diffusion de vapeur d'eau. Ce coefficient de diffusion de la vapeur d'eau désigné par la lettre grecque µ (mu) détermine la perméabilité d'un matériau à la vapeur d'eau. Plus le coefficient µ est élevé et plus la résistance est grande. Une valeur sd inférieure à 10 correspond à une bonne diffusion de la vapeur d'eau.

La perméabilité

Les matériaux offrant le plus de perméabilité sont les produits dérivés du bois, la laine de bois, la laine végétale et animale, la terre cuite, la chaux, le plâtre, la ouate de cellulose, etc.

le prix

Un autre tableau intégrant de nombreux critères  et notamment le prix des isolants donne une idée du budget global.

Vous découvrirez que la ouate de cellulose en vrac offre un très bon bilan carbone et un prix intéressant la classant l'isolant le moins cher du marché pour les combles perdus (encore moins cher que les laines de verre et laines de roche). Il faut noter que le poste isolation (hors isolation extérieure ITE) est le poste le moins élevé et que paradoxalement, les usagers pensent d'abord à changer leur appareil de chauffage ou les huisseries avant de penser aux combles ou au toit. 

Pour pouvoir ouvrir droit à l'aide MaPrimeRénov’ les isolants fournis et posés par l’entreprise doivent justifier d’une performance au moins égale à la résistance thermique minimale exigée par type de paroi (combles, murs, toit, etc.). 

Les modes de transferts de chaleur 

Les modes de transferts de chaleur se font par conduction, ou par association des 3 phénomènes.

Comparatif de matériaux de construction et d'isolation

avec leurs différentes caractéristiques 

CT = Conductivité thermique
CS = Chaleur spécifique
R = Résistance
C = Capillarité

Matériau Energie  Densité  CT CS
  grise * kg/m3   kj/kg.k ***
Lame d'air ventilée 0 1 0,192 1000 1
Lame d'air 5 mm 0 1 0,047 1000 1
Lame d'air 10 mm 0 1 0,071 1000 1
Lame d'air 20 mm 0 1 0,130 1000 1
Lame d'air 25 mm 0 1 0,155 1000 1
Lame d'air 30 mm 0 1 0,180 1000 1
Lame d'air 40 mm 0 1 0,230 1000 1
Lame d'air 50 mm 0 1 0,280 1000 1
Parpaing béton 275 1100 0,952 1000 10
Brique joint mince (1) 650 650 0,270 1000 13
Brique standard 20cm 696 650 0,390 1000 13
Brique Monomur (2) 600 600 0,120 1000 13
Brique Monomur (3) 740 740 0,120 1000 13
Brique Monomur (4) 774 850 0,139 1000 13
Bloc pierre ponce (5) 161 700 0,133 1000 15

(1) type EcoBric, Optibric, Murbric R20, Calibric
(2) Brique type Monomur type 3B Bellenberg
(3) Brique Monomur type Biomur 740
(4)Brique Monomur type Gélis 
(5) Bloc pierre ponce type Cogebloc

 * Energie grise utilisée kWh/m3
** Résistance diffusion d'eau SD m

Sur le tableau ci-dessous, le comparatif montre les caractéristiques des matériaux isolants rapportés que l'on vient poser contre une paroi opaque (mur, plancher, toit, etc.) ainsi que les matériaux isolants de base qui servent de structure porteuse et d'isolant (brique monomur, béton cellulaire, etc.). Il n'existe pas de matériau idéal, car chaque région possède des spécificités dues au climat, aux méthodes constructives (toitures plates pour le sud, en ardoise pour la montagne, etc.), aux styles de maisons (traditionnelles en parpaing, en briques, en ossature bois, etc.).

Comparatif de matériaux de construction et d'isolation

avec leurs différentes caractéristiques 

CT = Conductivité thermique
CS = Chaleur spécifique
R = Résistance
C = Capillarité
B = bilan

Par ordre alphabétique. Source AFNOR Valeurs de référence
Matériau Energie  Densité  CT CS  R B
  grise *  kg/m3   kj/kg.k ***  
Béton caverneux ** 255 1700 0,150 1000 80 Mauvais 
Béton cellulaire 400 kg/m3 (1) 400  400 0,145 1000 8 Mauvais
Béton plein 430 2150 1,650 1000 105  
Béton chaux chanvre 270 kg/m3 (a) 54 270 0,130 680 6 bon Portail habitat Picbleu
Béton chaux chanvre 450 kg/m3 90 450 0,180 680 8 bon Portail habitat Picbleu
Béton terre - paille 600 kg/m3 18 600 0,170 1249 3  
Briques pleines (cuites) 1443 1850 1,000 1000 10  
Brique terre comprimée (2) 780 1950 0,870 850 8  
Briquettes terre cuite parement 500 1850 0,833 1000 10  
Bois léger brut séché air sapin épicéa 329 540 0,140 329 35  
Bois léger raboté étuvé sapin épicéa 610 500 0,140 610 35  
Bois lourd (hêtre, chêne) 560 800 0,200 2700 35  
Bois massif (panneau 3 couches) 1636 540 0,700 2400 35  
Enduit de chaux 1040 1600 0,700 850 7  
Enduit - ciment 1235 1900 0,800 850 25  
Enduit terre (adobe crue) 102 1450 0,635 850 10  

(1)  thermopierre, Ytong, Siporex

(2) Stabilisation : 8% de ciment) Brique terre comprimée 20-40 bar

(a) toiture

* Energie grise utilisée kWh/m3
** kg CO2/UF
*** Résistance diffusion d'eau SD m

Comparatif de matériaux de construction et d'isolation

avec leurs différentes caractéristiques 

EG = énergie grise
CT = Conductivité thermique
CS = Chaleur spécifique
R = Résistance
C = Capillarité

CaractéristiquesEGDCTCSSDRNote
Matériaux   kg/m3    kj/kg.k      
Gypse renforcé de fibres (1) 1665 1125 0.360 1265 1 11 bon Portail habitat Picbleu
Granites et roches associées 0 2600 2.800 1000 1 a bon Portail habitat Picbleu
Laine de chanvre, lin, coton 48 40 0.060 1600 5  1  bon Portail habitat Picbleu
Laine de mouton 56 35 0.060 1600 5  1  bon Portail habitat Picbleu
Laine roche 20 kg/m3 rouleau 123 20 0.050 1030 5 1 Mauvais 
Laine de roche 70 kg/m3 432 70 0.042 1030 1  1 Mauvais
Laine de roche 110 kg/m3 697 113 0.044 1030 3  1 Mauvais
Laine de roche 140 kg/m3 851 138 0.060 1030 1 1 Mauvais
Laine de roche 160 kg/m3 1006 163 0.050 1030 203  1  Mauvais
Laine de roche en vrac 216 35 0.042 1030 70  1  Mauvais
Laine verre 18 kg/m3 rouleau 242 18 0.044 1030 12 1  Mauvais
Laine de verre 35 kg/m3 470 35 0.039 1030 700  1  Mauvais
Laine de verre 60 kg/m3 806 60 0.038 1030 100  1 Mauvais
Laine de verre 100 kg/m3 1344 100 0.039 1030 80  1 Mauvais
Liège vrac 35 45 0.040 1450 200  1 bon Portail habitat Picbleu
Liège expansé (2) 45 2400 0,037 1000 900 bon Portail habitat Picbleu
Liège expansé (3) 45 160 0,042 1000 (4) bon Portail habitat Picbleu 

 a = Coefficient de résistance de 10000
(1) fibres de cellulose (type Fermacell)
(2) Liège expansé Panneau 110 kg/m3
(3) Liège expansé Panneau 150 kg/m3

* Energie grise utilisée kWh/m3
** kg CO2/UF
*** Résistance diffusion d'eau SD m

 

Comparatif de matériaux de construction et d'isolation

avec leurs différentes caractéristiques 

CT = Conductivité thermique
CS = Chaleur spécifique
R = Résistance
C = Capillarité
SD = Résistance diffusion d'eau SD m

Energie grise exprimée en kWh/m3
GES = Gaz à Effet de serre Kg/CO2/UF

Par ordre alphabétique. Source AFNOR

CaractéristiquesEGGESDCTCSSDCNote
Matériaux     kg/m3          
Paille bottes à plat 80 kg/m3 5 -27 83 0.050 1332 1 Moyen Portail habitat Picbleu bon Portail habitat Picbleu
Paille (bottes sur chant) 5 -27 83 0.045 1332 1 Moyen Portail habitat Picbleu bon Portail habitat Picbleu
Laine de bois (1) 58   50 0.039 2100 5    
Laine de bois (2) 161   140 0.042 2100 5    
Laine de bois (3) 219   190 0.050 2100 5    
Ouate de cellulose soufflée 50 -10 23 0.042 1900 1   bon Portail habitat Picbleu
Ouate de cellulose panneaux 152 -5 70 0.042 1900 3   bon Portail habitat Picbleu
Ouate de cellulose injectée 98 -10 45 0.042 1900 1   bon Portail habitat Picbleu
Panneau aggloméré OSB 3* 2359   470 0.120 2500 203    
Panneau particules aggloméré 2220   600 0.110 1500 70    
Panneau MDF 1 2201   528 0.100 2000 12    
Panneau contreplaqué 4000   500 0.100 1500 700    
Polystyrène expansé PSE (1) 450 10 30 0.038 1450 100   Mauvais
Polystyrène extrudé (1) 795 520 25 0.029 1450 80   Mauvais
Polystyrène extrudé (2) 795 520 45 0.035 1450 200   Mauvais
Schistes, ardoises 795   2400 2.200 1000 900    
Verre cellulaire 160 kg/m3 (4) 1200   160 0.057 1000 (4)    
 

(1)Polystyrène expansé PSE Panneau 30 kg/m3
(2) Polystyrène extrudé (Plaques expansées aux HCFC)
(3) Polystyrène extrudé (Plaques expansées aux HCFC)
(4) Verre cellulaire 160 kg/m3 (plaques) 1500000

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