Quels sont les différents matériaux isolants organiques ?
Les isolants organiques ne sont pas nécessairement biosourcés : ils peuvent également être d’origine pétrochimique et synthétique par exemple. Du polystyrène au polyuréthane, en passant par la ouate de cellulose, la laine de mouton, la mousse phénolique, le liège ou encore la fibre de bois, on fait le tour des spécificités de fabrication et des niveaux de conductivité thermique de ces isolants organiques.
Isolant organique : définition
Les matériaux isolants organiques sont d’origine biosourcée ou en provenance de l’industrie pétrochimique. L’objectif des isolants organiques est d’améliorer l’isolation thermique de votre bâtiment grâce à des matériaux dont le coefficient de conductivité thermique est très peu élevé.
Comme les isolants organiques et inorganiques sont très peu conducteurs de chaleur, ils contribuent à améliorer l’enveloppe thermique de votre bâtiment en limitant les déperditions thermiques.
Dans les faits, il existe trois grandes catégories de matériaux isolants, à savoir : organiques, inorganiques et les autres.
On les range dans l’une ou l’autre de ces catégories selon la composition chimique du matériau de base utilisé dans leur fabrication.
Matériaux pétrochimiques
La quasi intégralité des isolants organiques issus de l’industrie pétrochimique se présentent sous la forme de polymères. Il s’agit de matériaux cellulaires, c’est-à-dire constitués comme leur nom l’indique de cellules, ou poreux.
Polystyrène expansé (EPS)
Le polystyrène expansé est un isolant organique qui se compose de billes en plastique. Il s’obtient à partir de monomère styrène, lui-même provenant des produits du pétrole que sont l’éthylène et le benzène. L’EPS peut prendre une forme solide ou être utilisé sous forme de mousse (en vrac, constitué de petites billes de polystyrène).
On considère généralement que la mousse de polystyrène contient jusqu’à 98% d’air dans ses cellules fermées. On l’utilise pour l’isolation des murs, des sols bétonnés et des toitures. Sa conductivité thermique est généralement comprise entre 0,03 et 0,04 W/m.K. (watt par mètre-kelvin).
Polystyrène extrudé (XPS)
Le polystyrène extrudé est lui aussi un isolant organique, très proche de l’EPS. On le retrouve sous la forme de panneaux isolants, et il est généralement légèrement plus performant que l’EPS (de même qu’un peu plus onéreux). Son coefficient de conductivité thermique est en moyenne compris entre 0,03 et 0,04 W/m.K., et présente donc un potentiel d’isolation encore plus intéressant (plus le lambda est bas, meilleure est la capacité isolante du matériau).
Polyuréthane (PUR)
La mousse de polyuréthane est la plupart du temps utilisée dans le cas de l’isolation des combles perdus. Le professionnel en charge des travaux utilise alors une machine pour la souffler et la projeter sur toute la surface du plancher des combles. On l’utilise aussi pour le calorifugeage des tuyaux ou l’isolation de murs creux.
Cet isolant thermique est un polymère thermodurci dont les cellules sont fermées ou ouvertes. Il s’obtient par réaction entre un polyol et un isocyanate. Le coefficient de conductivité thermique du PUR est généralement compris entre 0,022 et 0,35 W/m.K.
Mousse phénolique
La mousse phénolique est un isolant organique à pores fermés, obtenu à base de résine de phénol-formaldéhyde. Il ne s’agit pas d’une mousse que l’on projette comme la mousse de polyuréthane : à la place, elle est utilisée pour fabriquer des panneaux isolants car elle se caractérise par son caractère friable. Les professionnels du secteur considèrent la mousse phénolique comme un isolant organique facile à poser.
Son coefficient de conductivité thermique est généralement compris entre 0,18 et 0,35 W/m.K., ce qui en fait une option encore plus efficace que les précédentes.
Mousse de polyisocyanurate (PIR)
La mousse de polyisocyanurate est aussi connue sous l’appellation de polysio ou ISO. Il s’agit d’un isolant organique à partir d’un polymère thermodurci, dont les cellules sont fermées.
On en fait bien souvent des panneaux à parement métallique, des panneaux pour toiture, murs creux, ou pour calorifuger les tuyaux. On l’utilise aussi pour pré-isoler les conduits de systèmes de chauffage, de climatisation ou de ventilation. Le lambda du PIR est généralement compris entre 0,022 et 0,035 W/m.K.
Matériaux renouvelables
La majeure partie des isolants organiques renouvelables issus du monde végétal sont fibreux, si l’on excepte le liège expansé qui quant à lui est cellulaire. Faisons le point ensemble sur cette typologie d’isolant organique.
Liège
Matériau isolant organique obtenu à partir du chêne-liège, le liège présente un certain nombre de qualités intéressantes pour l’isolation thermique :
- une imperméabilité ;
- des propriétés ignifuges ;
- une certaine élasticité.
En tant que matériau cellulaire, le liège est aussi relativement résistant à l’humidité et à la vapeur d’eau : il l’est même plus que la moyenne des isolants biosourcés. Les isolants organiques en liège disposent d’un nombre important de poches remplies de gaz à faible conductivité thermique, ce qui limite par ailleurs le phénomène de convection. Le liège présente une conductivité thermique comprise entre 0,035 et 0,43 W/m.K.
Fibre de bois et laine de bois
La fibre de bois est utilisée pour l’isolation de toiture par l’intérieur ou par l’extérieur, pour isoler les planchers, les murs sous bardage ou sous enduits, ainsi que les combles. On la trouve sous la forme de panneaux rigides, semi-rigides ou en vrac. Elle offre une bonne isolation thermique et acoustique grâce à une densité élevée, tout en étant un isolant organique relativement écologique, car biosourcé.
Sa conductivité thermique lambda est comprise entre 0,036 et 0,042 W/m.K. De son côté, la laine de bois présente une conductivité thermique située entre 0,041 et 0,050 W/m.K.
Fibre de chanvre
L’isolant organique en laine de chanvre se compose de fibres végétales conditionnées sous la forme de nappes assemblées à l’aide d’un liant conçu à partir de polyester. Les fibres de chanvre peuvent arborer la forme de rouleaux isolants, de panneaux semi-rigides, ou être utilisées en vrac. On lui applique un traitement anti-feu en raison de sa sensibilité naturelle aux flammes, contrairement à des isolants minéraux tels que la laine de roche. Son coefficient de conductivité thermique varie généralement de 0,039 à 0,05 W/m.K.
Laine de lin
La laine de lin fait partie des isolants organiques biosourcés les plus performants et les plus écologiques. Doté d’un coefficient de conductivité thermique compris entre 0,037 et 0,042 W/m.K., il s’obtient à partir de fibres naturelles de lin récupérées de l’industrie textile. Pour le fabriquer, on superpose ces fibres et on les assemble avec un liant composé de fibres de polyester thermofusibles ou de polymère de maïs.
Laine de mouton
On utilise la laine de mouton sous la forme de panneaux semi-rigides, en vrac ou encore sous forme de rouleaux isolants. Il s’agit d’un isolant organique d’origine animale, que l’on déploie pour l’isolation des combles perdus, l’isolation de rampants sous toiture ou encore l’isolation des sols. Environ 15% de liants en fibre de polyester sont nécessaires à sa fabrication. On considère que son lambda est généralement compris entre 0,039 et 0,042 W/m.K.
Isolation en coton
A l’image de la laine de lin, l’isolant organique en coton se fabrique grâce au recyclage de textiles de coton industriels recyclés. Là aussi, environ 15% de liant en plastique est utilisé pour sa fabrication. L’ensemble doit recevoir un traitement ignifuge pour améliorer sa résistance aux flammes. Son coefficient de conductivité thermique tourne généralement autour de 0,035 W/m.K.
Cellulose
La ouate de cellulose est obtenue à partir de papier recyclée : sa fabrication contribue donc là aussi à limiter le gaspillage et à étendre le cycle de vie des papiers non utilisés ou des journaux invendus par exemple.
Sa structure en fibre de cellulose est comparable à la laine. Un isolant organique en cellulose est traité à l’aide de sulfate d’ammonium ou d’acide borique afin d’améliorer sa résistance au feu. On l’utilise bien souvent en vrac pour les murs et le toit, ainsi que dans les parois creuses. Son coefficient de conductivité thermique se situe entre 0,022 et 0,035 W/m.K.
Autres matériaux d’isolation
Les isolants organiques ne sont pas les seuls à être utilisés dans le cadre de vos travaux d’isolation thermique : on trouve également sur le marché bon nombre d’isolants inorganiques tels que le verre cellulaire, l’aérogel ou encore les panneaux à vide.
Verre cellulaire
Le verre cellulaire se présente sous la forme d’une mousse de verre obtenue en faisant réagir du verre avec du carbone chauffé à haute température. Sa structure imperméable et cellulaire en fait un bon matériau d’isolation, qui plus est ininflammable (sans nécessité de traitement).
On l’utilise souvent dans l’isolation de toitures terrasses et de toits plats grâce à sa résistance au tassement et à la compression (les couvertures lourdes et le passage de personnes au-dessus ne présentent donc pas de problème). Son lambda est compris entre 0,038 et 0,05 W/m.K.
Aérogel
Avec l’aérogel, vous bénéficiez d’un isolant d’une excellente conductivité thermique, de l’ordre de 0,013 W/m.K pour une densité vraiment très basse. Il s’agit d’un matériau poreux, solide mais léger, obtenu en remplaçant le composant liquide du gel par du gaz (via séchage). La matériau de base de l’aérogel est le silicium.
Panneaux à vide
Les panneaux isolant sous vide (VIP) se composent un pourtour étanche à l’air et aux gaz, renfermant un cœur rigide dont l’air est complètement évacué. On peut utiliser les panneaux à vide pour la plus grande partie des travaux de rénovation thermique. Leur conductivité thermique tourne généralement autour de 0,025 W/m.K.
