Innovation en Isolation : Les Matériaux à Connaître

Innovations en matière d'isolation : matériaux écologiques et durables

En 2021, les entreprises et les organismes publics français ont dépensé 55,5 milliards d'euros dans des travaux de recherche et de développement expérimental. Cet effort couvre plusieurs secteurs d'activités, dont l'industrie pharmaceutique, le transport, les énergies renouvelables… et le bâtiment.

Les investissements dans le domaine de la construction visent principalement à développer de nouvelles technologies ou de nouveaux matériaux plus performants d'un point de vue énergétique. Les axes d'amélioration portent notamment sur l'accroissement de la résistance thermique, l'optimisation de la durabilité et de la recyclabilité ainsi qu'une meilleure exploitation de matières sourcées localement.

De ces recherches naissent des produits innovants qui commencent à faire leur trou dans le monde de l'isolation et de la rénovation thermique du logement. Quelques matériaux sortent du lot, dont :

• Le coton recyclé
• L'aérogel
• Les matériaux à changement de phase ou MCP
• Les panneaux isolants sous vide

Quelles sont les particularités de ces matériaux isolants de nouvelle génération ? Pourquoi devriez-vous considérer ces matériaux novateurs si vous prévoyez des travaux d'efficacité énergétique en 2024 ? Nous apportons quelques éléments de réponse dans cet article.

Le coton recyclé : écologique et performant

Ce matériau isolant est constitué de tissus en coton recyclés, disponibles sous forme de fibres, de panneaux souples ou semi-rigides. Afin d'améliorer sa durabilité, le coton recyclé subit un traitement naturel contre les insectes et les moisissures.

La laine de coton recyclé possède des qualités thermiques et phoniques indéniables. Son pouvoir isolant rivalise avec les performances de la laine de verre ou de l'ouate de cellulose. Après installation, le coton nécessite très peu d'entretien et conserve ses propriétés isolantes jusqu'à 30 ou 40 ans.

Ce matériau biosourcé convient par ailleurs à tous les travaux d'isolation dans une maison neuve ou ancienne. Facile à mettre en œuvre, le coton recyclé peut être utilisé pour calfeutrer l'enveloppe thermique du bâtiment au niveau du plancher bas, du mur extérieur, du rampant, de la toiture et des combles perdus.

Au-delà de ses caractéristiques techniques, le textile recyclé séduit surtout par son caractère écoresponsable. Les produits vendus en France proviennent d'une filière de recyclage des surplus de l'industrie du textile et de l'habillement, mais aussi des matières premières collectées à partir de vêtements déposés dans les points de collecte.

L’aérogel : la nanostructure au service de l’isolation

L’aérogel : la nanostructure au service de l’isolation L’aérogel de silice est l’un des matériaux isolants issus de la R&D les plus en vue en 2024. Isolant mésoporeux, l’aérogel est constitué d’air à 99,8 %. Cette matière unique possède des qualités physiques impressionnantes. Solide, il supporte une pression jusqu’à 2 000 fois supérieure à son propre poids.

L’aérogel doit sa grande résistance et ses capacités thermiques inégalées à sa nanostructure. Sa composition lui permet en effet d’emprisonner l’air dans ses pores nanométriques, limitant ainsi les transferts d’énergie par convection.

L’aérogel affiche ainsi une conductivité thermique (0,027 W/m·K) jusqu’à trois fois inférieure à celle de l’air. Ce matériau est trois fois plus performant que la laine de verre en termes d’isolation thermique et phonique. Son faible encombrement, sa stabilité, son étanchéité à l’air, sa grande résistance au feu et aux hautes températures s’ajoutent à la liste déjà longue de ses qualités.

L’aérogel de silice est encore peu utilisé dans les chantiers de rénovation, en raison de son coût élevé. Comptez entre 300 et 400 €/m² pour profiter de ses vertus incomparables. Autre inconvénient : sa production à grande échelle est encore compliquée et nécessite une grande quantité d’énergie.

Les matériaux à changement de phase

Les matériaux à changement de phase (MCP) sont une autre innovation technologique en matière d’isolation du bâtiment. Ils reposent sur un principe simple : tout élément échange de l’énergie sous forme de calories avec son environnement direct lorsqu’il change de phase ou d’état.

On utilise souvent l’exemple de l’eau pour illustrer ce phénomène. L’énergie absorbée par un kilogramme de glace lors de sa fonte est équivalente à la quantité d’énergie nécessaire pour chauffer un litre d’eau de 0 à 80 °C.

Pour l’isolation des bâtiments, les chercheurs s’intéressent en particulier aux matériaux dont la température de changement de phase se situe entre 19 °C et 27 °C. L’objectif est d’utiliser leurs capacités de stockage et de rejet d’énergie pour accumuler de la chaleur en été (par fusion), puis de libérer la chaleur capturée pendant la nuit (par cristallisation). En hiver, on exploite ces mêmes caractéristiques pour stocker de la chaleur pendant la journée et réchauffer l’intérieur en soirée grâce à la restitution des calories.

À noter : Du fait de leur fonctionnement, les matériaux à changement de phase (MCP) ne sont pas considérés comme des isolants au sens strict. Ces produits n’agissent pas directement contre le rayonnement, ni contre la conduction, ni contre la convection. Leur rôle s’apparente davantage à celui d’une batterie thermique qui emmagasine puis restitue de l’énergie selon les variations de température.

Actuellement, les recherches se concentrent sur des matériaux à changement de phase prometteurs, tels que la paraffine, des acides gras, et certains polymères. Ces éléments sont incorporés soit dans une matrice de graphite, soit directement dans les matériaux de construction comme le béton et le plâtre. Des entreprises telles que BASF et Dupont de Nemours commercialisent déjà des « isolants » MCP à base de paraffine. Comme tout produit innovant, leur coût reste relativement élevé, à partir de 50 €/m², mais leur efficacité est avérée.

Selon les études de la CSTB, un enduit de 3 cm d’épaisseur contenant 30 % de MCP offre la même inertie thermique qu’un mur en brique de 23 cm d’épaisseur ou une paroi en béton de 18 cm. Ces matériaux présentent également l’avantage d’être inertes, indestructibles et faciles à appliquer, y compris dans les faux plafonds. Ils ne requièrent aucune maintenance : les cycles répétés de fusion et de solidification n’affectent pas leurs propriétés fondamentales.

La CSTB reconnaît cependant que des améliorations restent possibles, notamment en termes de résistance au feu et d’analyse de la nocivité potentielle des particules émises par les MCP.

Les panneaux isolants sous vide

Le panneau d’isolation sous vide (PIV) représente une solution innovante offrant la plus faible conductivité thermique du marché, à 0,006 W/m·K. De ce fait, ses capacités isolantes sont en théorie de 3 à 5 fois supérieures à celles des matériaux les plus couramment utilisés en rénovation, tels que la laine de verre, la laine de chanvre et l’ouate de cellulose.

Le PIV s’appuie sur un système constitué d’une enveloppe multicouche entourant un noyau en fibre de verre. Cette barrière isolante est mise sous vide lors de la fabrication pour extraire tout l’air piégé entre le film étanche et le matériau isolant. Le vide ainsi créé à l’intérieur du panneau diminue considérablement les transferts de chaleur entre l’intérieur et l’extérieur.

Conclusion :

L’amélioration de l’efficacité énergétique du parc immobilier est une des principales priorités de la France au XXIe siècle. Le développement de nouveaux systèmes d’isolation, à la fois plus performants et plus écologiques, joue un rôle clé dans l’atteinte de cet objectif. Bien que ces matériaux innovants soient déjà disponibles sur le marché, leur adoption reste limitée en raison, entre autres, de leur coût élevé.

Ces produits méritent cependant d’être davantage connus et utilisés dans le cadre de projets de rénovation, tant leurs performances surpassent celles des isolants traditionnels. Sensibiliser le public ainsi que les installateurs certifiés RGE constitue un premier pas important pour encourager l’adoption de ces solutions. Des changements réglementaires et la mise en place d’un cadre financier plus incitatif pourraient également favoriser leur diffusion.