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Accueil / PRATIQUER l'éco-rénovation / Conseils techniques / Choisir ses matériaux

Choisir ses matériaux

Le prix et la facilité d’approvisionnement sont souvent les critères de sélection principaux des produits de construction. Mais leurs capacités et leurs impacts environnementaux doivent absolument les compléter.

SAVOIR MAÎTRISER les détails de mise en oeuvre

Dans le cadre d’une éco-rénovation, des choix précis s’imposent dès le début de la conception. Ils couvrent le champ des travaux de A à Z, du gros-oeuvre aux finitions. L’étude précise du contexte d’utilisation et les réponses adaptées sont d’autant plus nécessaires que les nouvelles performances et les usages contemporains peuvent modifier l’équilibre initial  des bâtiments anciens. A ce titre, chaque détail de mise en oeuvre doit être réfléchi et mis au point en intégrant l’ensemble des paramètres de qualité, de performance et de pérennité.

SAVOIR ASSOCIER les matériaux

Certaines associations de matériaux lors d’une rénovation peuvent s’avérer regrettables et déclenchent d’inévitables phénomènes physiques et chimiques, liés essentiellement à des migrations et à des accumulations de vapeur d’eau mal maitrisées. Outre des traces inesthétiques et des détériorations à terme, des effets sur la qualité de l’air intérieur et la santé sont possibles.

Comprendre pour éviter de déclencher ces nouvelles pathologies nécessite d’élargir son champs de connaissances et de savoir qualifier les matériaux de construction. Plusieurs indicateurs simples y contribuent et peuvent constituer un vocabulaire et une sensibilité communs à tous : résistance thermique, condensation, saturation, énergie grise,
densité, biosourcés, COV, formaldéhydes etc...
Plus largement, les prescriptions sur les matériaux déclenchent également :

  • des impacts environnementaux très contrastés,
  • un développement possible des ressources locales,
  • la valorisation de l’emploi et de l’artisanat de proximité.

Comment choisir un matériau adapté, pour intervenir efficacement ?

Les matériaux d’origine du bâti d’avant 1948 sont limités : bois, pierre, torchis, sable, chaux, terre crue ou cuite, plâtre, pièces de ferronnerie.
Pour intervenir efficacement et de façon cohérente sur le bâti ancien, sans provoquer de nouvelles pathologies et en choisissant le matériau le mieux adapté à la situation, trois questions-clés se posent :

  • Quel degré de perméabilité / étanchéité doit avoir le matériau vu son contexte d’utilisation
  • et la composition de la paroi ?
  • Quel pouvoir isolant lui demande-t-on pour atteindre un niveau de performance donné ?
  • Ses propriétés physiques sont-elles adaptées à son utilisation ? (notamment son comportement par rapport à l’HR et à la chaleur, sa résistance mécanique, son étanchéité à l’air, etc. ).

Il n’y a pas de réponse toute faite. Ce sont les caractéristiques de chaque bâtiment et l’usage qu’on lui projette qui guident les choix. (cf. Fiche reconnaître les TYPOLOGIES BÂTIES et fiche faire un ÉTAT DES LIEUX )

Familles de MATÉRIAUX

Les matériaux peuvent être d’origine :

  • industrielle : les recyclés fibreux (Laine de Roche, Laine de Verre), issus de la pétrochimie (Polystyrènes, Polyuréthanes, PVC, PE), les cellulaires (silicate de chaux, béton cellulaire, verre cellulaire), les cimentés (aggloméré de béton, béton), Placopâtre, membranes minces, métaux ;
  • naturelle et semi industrielle : dérivés du plâtre, gypse-cellulose, laine de chanvre, ouate de cellulose, laine de bois, laine de mouton, laine de lin, terre cuite, bois lamellé collé, liège, roseau ;
  • naturelle : torchis, paille, terre, sable, chaux, pierre, bois massif, chenevotte et chanvre.

combinaison de QUALITÉS COMPLÉMENTAIRES

La combinaison de ces 3 familles d’indicateurs suffit à décrire les conditions de performances des parois, de confort des espaces et de pérennité des matériaux qui les composent.

« Sd et Mu » : qualifient l’aptitude à la migration de la vapeur d’eau d’un matériau, sa porosité, son hygroscopie.

  • Mu exprime la résistance à la diffusion de vapeur d’eau. Sans unité, plus il est grand, plus le matériau est «étanche».
  • Sd exprime l’épaisseur d’une couche d’air ayant la même perméabilité que le matériau d’épaisseur Ep.

Elle s’exprime en mètre et intègre l’épaisseur de la paroi : Sd=Mu x Ep.

L'humidité dans les murs peut engendrer des pathologie de la structure,  il est très important de la prendre en compte dans le choix des matériaux.

Plus la valeur Sd est grande, moins le matériau est perméable.

 

« Lambda, R et U » : qualifient les capacités isolantes des matériaux mis en oeuvre.

  • Lambda exprime la conductivité thermique d’un matériau en W/m.K. Plus la valeur est petite, plus le matériau est isolant.
  • R exprime la résistance thermique d’une paroi en fonction de son épaisseur et conductivité : R=Ep/Lambda en m².K/W. Plus R est grand, plus la paroi isole.

U exprime la transmission thermique, c’est-à-dire l’inverse de sa résistance : U = 1/R en W/m².K.

Plus U est petit, plus la paroi isole.

 

« MS / Densité / %HR » : qualifient la structure physique du matériau lui-même.

  • MS exprime la masse sèche d’un produit lorsqu’on en retire toute l’eau.
  • Densité est le poids d’une paroi et donc ses capacités à retenir les calories (inertie).
  • %HR est la teneur en eau, ou taux d’humidité, le pourcentage d’eau absorbée que contient un matériau en fonction de l’humidité relative. Elle est donc permanente et fluctuante et peut atteindre des seuils dits de saturation.

 

 

 

Qualité de l’air intérieur

C’est le sujet de demain ! Au-delà de nos polluants « naturels » (CO2, virus, vapeur d’eau, radon, poussières, acariens,
CO) les polluants chimiques envahissent nos intérieurs.
Ils se nomment Composés Organiques Volatils (CO2), Formaldéhydes, benzène, particules etc. et sont très généralement classés comme allergènes, nocifs, voire dangereux pour la santé. Ils sont le plus souvent émis par nos produits de finition, d’entretien, mobiliers neufs, colles, vernis, métaux, plastiques, mousses, etc. Les matériaux réellement naturels en sont généralement exempts. Ces informations sont accessibles à partir des Fiches de Données et de Sécurité (FDS) des fabricants.
Bien sûr, seule une bonne ventilation des espaces intérieurs permet leur évacuation et la protection de la santé.

Entretien / recyclabilité / fin de vie / valorisation

La question des impacts environnementaux (cycle de vie, émissions polluantes) se pose lors de la phase de construction, de ravalements ultérieurs, de finitions et de traitements, doit  être complétée par une réflexion sur les capacités des matériaux à être facilement recyclables et revalorisés à moindre coût.

 

 

PERSPIRATION : la migration d'humidité dans une paroi doit être permise et favorisée. Pour que ce transfert opère, les matériaux et les pare-vapeurs (ou frein-vapeur) sont à choisir en fonction de leur coefficient Sd.
Les freins-vapeurs à privilégier sont donc ceux à valeur Sd plutôt basse et surtout variable selon les saisons : Sd de 0,25 m à 10m voire plus de 18m, au-delà ils se transforment en pare-vapeur et peuvent empêcher les parois de s'assécher.
Règle à retenir : le Sd doit être décroissant vers l'extérieur dans un rapport de 1 à 5, il faut une progression continue de l'ouverture des matériaux, du moins ouvert à l'intérieur au plus ouvert à l'extérieur.
ISOLATION : l'objectif des performances visées (facteur 4) nécessite à minima de respecter les valeurs suivantes, pour la Résistance Thermique (R) pour parois opaques :

  • Murs > 5m².K/W, soit env. 20 cm (U < 0,2W/m².K)
  • Dalles basses > 3,5m².K/W,soit env.15 cm (U < 0,3W/m².K)
  • Toitures, combles > 7,5m².K/W, soit env. 30 cm (U < 0,15W/m².K)

isolation INTERIEURE ou EXTERIEURE ?

Le bâti ancien demeure attractif lorsque son aspect extérieur d'origine reste intact.
L'isolation thermique par l'intérieur (ITI), est privilégiée, cependant, elle présente des inconvénients :

  • accentuation des ponts thermiques,
  • déplacement des points de rosée entre isolants et structure,
  • risque de créer des freins à la diffusion de vapeur d'eau
  • réduction de l'inertie

Pour éviter la dégradation des parois sur le long terme, lorsque l'épaisseur d'isolation prévue dépasse 10 à 12cm, il est conseillé de faire faire une étude thermique intégrant la question la migration d'humidité, et d'être extrêmement attentif au traitement de l'étanchéité à l'air.


L'isolation thermique par l'extérieur (ITE) peut toutefois être associée sous forme de protection mécanique des façades les plus exposées aux intempéries : bardages, vêtures typiques.

Mise en garde

En étudiant, il faut lister les avantages et inconvénients des différentes solutions inclues dans les bouquets. Par exemple :

  • En étanchant l'enveloppe ou en remplaçant d'anciennes fenêtres, il est indispensable d'installer de nouveaux dispositifs de ventilation et vice versa. L'un ne va pas sans l'autre.
  • En installant une VMC Double Flux, il est indispensable de changer les filtres régulièrement, voire de souscrire un contrat de maintenance.
  • Largement diffusés au grand public, les isolants minces ne jouent que le rôle de compléments d'isolation mais surtout de pare-vapeurs étanches, si la pose est parfaite et durable. Mais ceci peut s'avérer de fait pathogène pour les autres matériaux. Ils sont donc largement à déconseiller dans le cadre d'une écorénovation de bâti ancien.

 

Le mot du spécialiste

Risques de mise en oeuvre et au-delà « La saturation en eau des matériaux reste la principale source de pathologies et de dégradations. Pour les éviter, des études parfaitement menées doivent rimer avec une parfaite mise en oeuvre sur chantier. Compréhension, propreté, protection des ouvrages et finitions irréprochables sont de mise.
A cet effet, il convient de vérifier l'application des normes et/ou des règles professionnelles, afin de ne pas risquer un quelconque défaut d'assurance.
Au-delà des travaux, la transmission des particularités constructives doit assurer leur parfaite compréhension par les utilisateurs ; ils déclencheront entretien, nettoyage et maintenance de façon adaptée. »
Réapprendre la chaux sous toutes ses formes « Enduits, badigeons, torchis, mortiers, traitements et mélanges avec terre, chanvre et paille, sont les principales utilisations de la chaux vive, aérienne et hydraulique. A elle seule, elle mérite une fiche complète ! Le bois, la pierre, les peintures minérales etc. sont pour moi des supports de travail qui inspirent plaisir et confiance.
Exigeant un vrai savoir-faire, ils nous obligent à garantir les résultats escomptés. Aussi, la compréhension des enjeux patrimoniaux et environnementaux place la chaux et les matériaux bio-sourcés en « pôle position » ! »


Les isolants : la résistance thermique des matériaux

L'objectif des performances visées (facteur 4) nécessite à minima de respecter les valeurs suivantes, pour la Résistance Thermique (R) pour parois opaques :

  • Murs > 5m².K/W, soit env. 20 cm (U < 0,2W/m².K)
  • Dalles basses > 3,5m².K/W,soit env.15 cm (U < 0,3W/m².K)
  • Toitures, combles > 7,5m².K/W, soit env. 30 cm (U < 0,15W/m².K)

tableau des indicateurs prioritaires pour quelques isolants (source : la Maison Ecologique, source INIES en ANNEXE ) :

QUELQUES ISOLANTS Conductivité
lambda (W/m.K)
Résistance Vapeur Eau
Mu
Capillarité
pour 20cm Sd en m
Energie grise
KWhEP/UF
Appréciation
générale
Fibre de bois 0,036 à 0,046 1 à 5 0,2 à 1,0 43 à 122 SourireSourire
Laine de mouton 0,035 à 0,042 1 à 2 0,2 à 0,4

16

SourireSourireSourire
Polystyrènes 0,029 à 0,038 20 à 200 4 à 40 81 à 185 Déçu
Laine de verre nue 0,036 à 0,042 1 à 2 0,2 à 0,4 62 Déçu
Ouate de cellulose 0,038 à 0,043 1 à 2 0,2 à 0,4 21 à 76 SourireSourire
Paille en bottes 0,04 à 0,08 1 à 2 0,2 à 0,4 5 SourireSourireSourire
Silicate de chaux 0,04 0,7 (donnée constructeur) 0,14 NC Sourire

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fiches détaillées à venir

 

La perspiration

La migration d'humidité dans une paroi doit être permise et favorisée. Les matériaux utiliser pour les parois opaques doivent être perspirant.

Pour que ce transfert opère, les matériaux et les pare-vapeurs (ou frein-vapeur) sont à choisir en fonction de leur coefficient Sd.
Les freins-vapeurs à privilégier sont donc ceux à valeur Sd plutôt basse et surtout variable selon les saisons : Sd de 0,25 m à 10m voire plus de 18m, au-delà ils se transforment en pare-vapeur et peuvent empêcher les parois de s'assécher.


Règle à retenir :

le Sd doit être décroissant vers l'extérieur dans un rapport de 1 à 5, il faut une progression continue de l'ouverture des matériaux, du moins ouvert à l'intérieur au plus ouvert à l'extérieur.


ISOLATION : l'objectif des performances visées (facteur 4) nécessite à minima de respecter les valeurs suivantes, pour la Résistance Thermique (R) pour parois opaques :

  • Murs > 5m².K/W, soit env. 20 cm (U < 0,2W/m².K)
  • Dalles basses > 3,5m².K/W,soit env.15 cm (U < 0,3W/m².K)
  • Toitures, combles > 7,5m².K/W, soit env. 30 cm (U < 0,15W/m².K)

 

 

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On parle beaucoup  de la rénovation thermique en France. C'est un des enjeux d'avenir pour retrouver une indépendance énergétique et développer des emplois. Eco-rénover pour économiser. "J'éco-rénove,  j'économise ! " L'éco-rénovation c'est isoler son logement, pour consommer moins d'énergie. Mais éco-rénover c'est beaucoup plus, quand on parle de bâti ancien ! Qu'en est-il réellement ?