Source: The Conversation – France (in French) – By Clément Piégay, Chercheur en acoustique environnementale, Cerema
Trouver un matériau protégeant du bruit, du froid, de la chaleur, mais qui soit également résistant aux flammes sans utiliser de traitements polluants, et si possible produit localement… de récentes recherches ont peut-être trouvé ce Saint-Graal. Elles démontrent le potentiel des laines végétales que l’on peut désormais traiter contre le feu avec des solutions non toxiques et qui ont également l’immense bénéfice de stocker le CO₂ atmosphérique.
C’est un fléau qu’on ignore trop souvent : selon l’Organisation mondiale de la santé, la pollution sonore constitue le deuxième facteur de morbidité environnementale en Europe, juste après la pollution atmosphérique. L’Agence européenne de l’environnement précise, elle, qu’en 2019 au moins 20 % de la population européenne était exposée à des niveaux de bruit considérés comme nocifs pour la santé humaine.
Une étude récente de l’Ademe évalue enfin à 124,1 milliards d’euros par an le coût social et sanitaire des bruits de transport et de voisinage dans les logements français, en partie imputable à la mauvaise qualité de l’isolation des bâtiments.
Face à cette réalité, le secteur du bâtiment joue un rôle clé dans la lutte contre les nuisances sonores. Il est également indissociable de l’objectif de neutralité climatique fixé par l’Union européenne pour 2050. En effet, en Europe, avec trois bâtiments sur quatre construits avant 1980, souvent sans réglementation acoustique ni thermique, le secteur de la construction représente à lui seul 40 % de la consommation énergétique et environ 36 % des émissions globales de dioxyde de carbone (CO₂) à l’échelle européenne.
Dans ce contexte, l’amélioration de l’isolation, tant acoustique que thermique, des bâtiments existants et neufs s’impose donc comme un défi majeur, à l’échelle française, européenne et même mondiale.
Face à ces enjeux sanitaires et environnementaux, les matériaux biosourcés, comme les laines végétales émergent comme une solution particulièrement adaptée aux exigences actuelles et aux attentes des pouvoirs publics (Loi de transition énergétique pour la croissance verte, Réglementation environnementale 2020 etc.).
Les laines végétales, un matériau aux nombreux atouts
Fourni par l’auteur
Les laines végétales appartiennent à la famille des isolants biosourcés qui regroupent des panneaux isolants fabriqués à partir de fibres organiques renouvelables d’origine végétale (lin, chanvre…) ou animales (laine de mouton, par exemple). Ces panneaux, pouvant être constitués d’un ou de plusieurs types de fibres pour combiner leurs propriétés, présentent de nombreux atouts et apparaissent, aujourd’hui, comme le type d’isolant offrant la solution la plus respectueuse de l’environnement.
En effet, la biomasse végétale, produite par photosynthèse à partir du CO₂ prélevé dans l’atmosphère, permet de stocker durablement du carbone dans les matériaux de construction, contribuant ainsi à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Par ailleurs, la grande variété d’espèces utilisables permet de valoriser des ressources disponibles localement réduisant ainsi l’empreinte écologique liée au transport. Sur le plan agricole, les cultures dont proviennent les fibres végétales, comme celle du chanvre, par exemple, peu gourmand en eau et dont la France est le premier producteur européen, favorisent la régénération des sols, limitant le recours aux engrais et renforçant leur durabilité.
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Enfin, les laines végétales se distinguent également par d’excellentes propriétés d’isolation thermique liées à leur porosité élevée. La nature même des fibres, capables d’absorber une partie de l’humidité de l’air, confère aux laines des propriétés thermorégulatrices contribuant à la stabilité de l’humidité et de la température à l’intérieur des bâtiments pour le confort des occupants tout au long de la journée. Une qualité de plus en plus importante, surtout en été.
Des performances remarquables et notamment en acoustique
Les performances acoustiques des laines végétales ne sont pas en reste. Grâce à leur porosité élevée, les laines végétales présentent une absorption acoustique élevée correspondant à leur capacité à absorber l’énergie d’une onde sonore. En effet, en pénétrant dans la structure fibreuse des laines, les ondes acoustiques subissent une dissipation de leur énergie par des effets visqueux (frottement de l’air présent dans les matériaux sur les parois des fibres) et thermiques (échanges de température entre l’air piégé au sein des matériaux et les fibres).
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Résultat : l’onde réfléchie en surface voit son énergie considérablement réduite par rapport à l’onde incidente initiale, ce qui est une propriété recherchée lorsque l’on vise à améliorer la qualité acoustique d’une salle. Ces propriétés sont mesurables en laboratoire grâce à un dispositif appelé tube de Kundt.
Concernant les propriétés en transmission liées à l’isolation acoustique, des études récentes démontrent que les laines végétales, une fois intégrées dans des systèmes de parois conventionnelles, offrent des performances généralement équivalentes à celles des isolants minéraux traditionnels (laine de roche, laine de verre,…).
Ces résultats marquent une étape décisive dans l’adoption des matériaux biosourcés dans la construction, ouvrant la voie à une utilisation plus large et plus ambitieuse de ces solutions durables dans le secteur du bâtiment.
Un domaine en plein essor
À l’heure actuelle, selon l’Association des industriels de la construction biosourcée, les matériaux d’isolation biosourcés représentent 11 % du marché français de l’isolation en 2023 avec une progression spectaculaire de 95 % en volume depuis 2016. Cette croissance soutenue devrait se poursuivre et même s’amplifier dans les prochaines années, portée par les objectifs de la RE2020 et de la loi Climat et résilience qui imposera, dès 2030, l’utilisation de matériaux biosourcés ou bas carbone dans au moins 25 % des rénovations lourdes et des constructions publiques.
Cependant, un frein limite encore l’essor de l’utilisation des matériaux biosourcés : leur réaction face au feu. En effet, les composés végétaux sont par nature combustibles. Pour répondre aux exigences imposées par la réglementation incendie, leur utilisation répond à des règles techniques de mise en œuvre et ils peuvent faire l’objet d’un traitement d’ignifugation afin de retarder l’apparition de la flamme. Mais les traitements à base de bore et de sels d’ammonium fréquemment utilisés ont été restreints pour des questions de toxicité.
Pour respecter la nature des fibres végétales utilisées dans les laines d’isolation et conserver leurs intérêts environnementaux, des traitements alternatifs bio-inspirés sont possibles et font l’objet de recherches. Par exemple, une solution à base d’acide phytique (formé pendant la maturation des graines dans les végétaux) et d’urée a été récemment testée sur des laines isolantes à base de fibres de chanvre.
Ce traitement par pulvérisation, compatible avec le procédé industriel de fabrication des isolants, modifie la réaction de pyrolyse (décomposition du matériau sous l’action de la chaleur) des fibres en créant une couche protectrice résiduelle charbonnée stable. Cette couche formée à la surface des laines permet de protéger la partie saine des matériaux et de stopper la propagation de la flamme, sans altérer les performances thermiques, de régulation de l’humidité et acoustiques des laines végétales.
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Vers des isolants biosourcés toujours plus performants
Le développement de ces nouvelles générations de traitements permet d’utiliser de nouveaux procédés de fabrication à faible impact environnemental et sanitaire. De plus, les recherches actuelles visent également à optimiser les performances acoustiques en basses fréquences (BF) pour des panneaux d’épaisseur réduite inférieure à 5 centimètres, afin de proposer des isolants superoptimisés combinant légèreté, efficacité et sécurité incendie.
Ces innovations pourraient révolutionner l’usage des matériaux biosourcés, en les rendant compétitifs même dans des applications exigeantes, tout en respectant leur vocation écologique. Les recherches en cours ouvrent de fait la voie à des solutions techniques directement utilisables, en s’appuyant sur des méthodes peu coûteuses et adaptées à une production industrielle.
Cet article a été co-écrit avec Philippe Glé (UMRAE – Cerema Strasbourg) et Thomas Schatzmayr Welp Sá (UMRAE – Cerema Strasbourg).
Clément Piégay a reçu des financements de l’ANR.
Sandrine Marceau a reçu des financements de l’ADEME, l’ANR et l’Union Européenne.
– ref. Révolution dans l’isolation : des laines végétales acoustiques et résistantes au feu – https://theconversation.com/revolution-dans-lisolation-des-laines-vegetales-acoustiques-et-resistantes-au-feu-280206