L isolation éco-biologique

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1 L isolation éco-biologique thermique Les animaux à sang froid s adaptent à la température du milieu ; les mammifères, eux, ont besoin de maintenir une température interne constante. Pour introduire une série de fiches pratiques sur l isolation, il est nécessaire, au préalable, de bien comprendre à quoi sert un isolant et de définir les critères d une isolation «éco», «bio» et «logique». Ce que fait ici pour vous Jean-Pierre Oliva, qui anime les journées habitat du Centre terre vivante. STEEN 39

2 dessin 2 À la différence des animaux à sang froid (dont la température s adapte à celle du milieu), les mammifères ont besoin de maintenir une température interne constante, propre à leur espèce (37 C pour l homme). L habitat, comme le vêtement, a pour fonction, entre autres, de créer un microclimat pour aider le corps à maintenir un équilibre isothermique face aux variations des températures extérieures (dessin 1). Le bien-être thermique. La température de l air n est pas le seul paramètre du bien-être thermique. Interviennent aussi : la température des parois (dessin 2) ; l humidité ambiante ; les mouvements de l air ; Ainsi que des facteurs subjectifs : les couleurs chaudes, la lumière, la vue du feu, etc. augmentent la sensation de chaleur ; inversement, les couleurs froides, l ombre, le bruit de l eau, etc. augmentent la sensation de fraîcheur. L isolation thermique n est donc qu un outil au service du bien-être thermique ; un outil à utiliser à bon escient, en fonction de chacun de ces paramètres. dessin 1 dessin 3 L ISOLATION, COMMENT ÇA MARCHE? Il y a trois sortes d échanges thermiques : par rayonnement autour de la source de chaleur ; par convection : l air froid se réchauffe au contact de la source de chaleur, il monte puis redescend en se refroidissant le long des parois, et ainsi de suite ; 40 LES QUATRE SAISONS DU JARDINAGE SEPT./OCT N 0 124

3 par conduction : transmission de la chaleur au travers d un matériau plus ou moins conducteur (dessin 3). Les principales déperditions thermiques d un bâtiment se font par conduction à travers les parois, puis par rayonnement vers l extérieur. Le meilleur obstacle à la conduction, c est le vide (schéma 1). En théorie, une lame de vide, même d une faible épaisseur, assure un système stable thermiquement. Mais en réalité, le vide est plein d air. La source de chaleur met l air en mouvement : c est la convection. Au contact des parois, la chaleur contenue dans l air tend à s échapper par conduction (schéma 2). Le rôle de l isolant est de ralentir au maximum ces échanges de chaleur par des matériaux mauvais conducteurs dont la structure enferme l air dans des alvéoles les plus petites possibles, pour fragmenter les phénomènes de convection (schéma 3). Cette capacité de l isolant à ralentir les échanges thermiques est mesurée par le coefficient de conductivité thermique λ (lambda). Plus il est faible, meilleur est l isolant. La résistance thermique R exprime la qualité thermique de l isolant pour une épaisseur donnée. Plus il est grand, meilleur est l isolant. QU EST-CE QU UNE ISOLATION ÉCOLOGIQUE? C est celle qui met en œuvre des matériaux qui respectent l environnement (dessins 4 et 5). Tout matériau de construction a un impact sur l environnement de sa naissance à sa disparition : au stade de la production (extraction, transformation), caractère renouvelable de la ressource ; au stade du transport (préférer des matériaux d origine locale) ; au moment de sa mise en œuvre, énergie nécessaire (déchets de chantier) ; selon ses possibilités de recyclage en fin de vie (rénovation, démolition). Cet impact peut se mesurer par un écobilan complet des matériaux, mais bien peu sont disponibles aujourd hui et les données fournies par les fabricants sont fragmentaires. Un des facteurs de ce bilan est schéma 1 schéma 2 schéma 3 dessin 4 Isolation conventionnelle dessin 5 Isolation éco-logique 41

4 l «énergie grise», c est-à-dire la quantité d énergie qu ont nécessité l extraction des matières premières dont est issu le matériau, sa fabrication et son transport. À titre d exemple, le schéma 4 présente les quantités d énergie grise contenues dans différents matériaux pour un pouvoir d isolation équivalent. schéma 4 dessin 6 schéma 5 UNE ISOLATION «BIO-COMPATIBLE». Les matériaux choisis doivent respecter la vie, la santé et le bien-être des habitants. Ils doivent d abord présenter des garanties de non-toxicité : pas de fibres dangereuses pour les voies respiratoires pour ceux qui les fabriquent comme pour ceux qui les mettent en œuvre ; pas de matériaux contenant des molécules susceptibles de libérer des gaz toxiques, soit à faible dose sur de longues périodes comme le formaldéhyde des plaques d aggloméré (composant des colles), soit à haute dose en cas d incendie (polystyrène, mousses de polyuréthane, PVC, etc.) ; - pas de matériaux contenant des déchets faiblement radioactifs (certaines laines minérales, certains plâtres, obtenus à partir du phosphogypse) ou des métaux lourds comme certains ciments contenant des cendres d origine industrielle, etc.; le moins possible de matériaux susceptibles d induire ou d amplifier les pollutions électromagnétiques ou l électricité statique (structures métalliques, certaines fibres de synthèse...) Les matériaux d isolation doivent également respirer. Plus l air intérieur est chaud, plus il peut contenir de vapeur d eau, laquelle est émise, pour l essentiel, par les occupants : respiration, transpiration, cuisine, salle de bains, etc. Une famille de trois personnes dégage 15 litres de vapeur d eau par jour. Plus l air est chaud, plus sa pression augmente sur les parois (dessin 6). Si on ne l en empêche pas, la vapeur d eau migre dans les parois pour rejoindre l extérieur. Lorsqu elle rencontre une paroi étanche, elle se condense au moment où elle atteint la température dite du «point de rosée» (schéma 5) et cette humidité peut provoquer diverses pathologies dans les parois. Pour éliminer la vapeur d eau, il y a deux stratégies : n La stratégie conventionnelle qui consiste à faire barrage à la vapeur par un matériau imperméable sur la paroi intérieure (peintures laques, pare-vapeur, etc.). Pour éviter la condensation il faut alors extraire l air humide à l aide d une VMC (ventilation mécanique contrôlée) (schéma 6), avec les inconvénients suivants : perte de calories ; appareils coûteux et fragiles ; dépendance électrique accrue. 42 LES QUATRE SAISONS DU JARDINAGE SEPT./OCT N 0 124

5 n À l opposé de cette respiration assistée, la stratégie bio consiste à éliminer naturellement la vapeur d eau grâce à des parois respirantes. La paroi fonctionne comme notre peau, il n y a pas de condensation et la VMC est inutile (schéma 7). La perméabilité à la vapeur d eau des différents éléments de la paroi doit être étudiée de façon à ce que celle-ci en sorte plus vite qu elle n y pénètre. CHOISIR UN BON ISOLANT. Enfin, le choix d un isolant répond à tout un ensemble de paramètres, selon : La configuration de l existant (en rénovation), les contraintes techniques imposées par la conception (en neuf); la place de l isolant dans la construction (sol ou plafond, mur nord ou sud, isolation par l intérieur ou l extérieur) ; sa résistance à la compression ou au tassement ; son coefficient d isolation ; son comportement à l eau ; son comportement au feu ; son coût ; sa facilité de mise en œuvre ; sa durabilité ; sa facilité d approvisionnement; la présence d une personne compétente pour la pose. En construction ou en rénovation éco-biologique, l isolation est un des organes de l «organisme habitat» et doit être conçu pour fonctionner en symbiose avec l ensemble. Il n y a pas d isolant parfait. Le choix du meilleur matériau pour chaque cas sera la plupart du temps le résultat d un compromis, selon les contraintes et les priorités que chacun souhaite se donner. A vous de faire les meilleurs compromis. Jean-Pierre Oliva Jean-Pierre Oliva est maître d œuvre et conseiller en architecture écobiologique. Dessins et schémas de Steen. schéma 6 schéma 7 Quelques isolants Lambda (λ) en watt/m/ C Résistance thermique (R) en watt/m 2 / C pour une épaisseur de 10 cm Laine de cellulose en vrac 0,035 2,9 Laine de mouton 0,037 2,7 Laine de lin, de chanvre, liège expansé, laines minérales 0,040 2,5 Granulats de chanvre en vrac 0,048 2,1 Béton de chanvre (dosé à 220 kg/m 3 ) 0,09 1 Bois massif (sapin) (450 kg/m 3 ) 0,15 0,7 43

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