[Dossier Biosourcés #26] Isolants biosourcés, techniques chantier et prescription : un retour d’expérience

L’un des freins au développement des isolants biosourcés est la méconnaissance de leurs caractéristiques spécifiques et des désordres que leur emploi peut engendrer par cette méconnaissance. Dans le but d’aider à développer les bonnes pratiques, l’AQC a réalisé un retour d’expérience terrain sur ces techniques.

Une étude[1] commanditée par le ministère de l’Environnement et l’AQC a livré en 2016 un retour d’expérience sur les isolants biosourcés. Elle s'appuie sur des entretiens menés auprès d'une quarantaine de professionnels spécialistes des matériaux abordés : paille, chanvre, fibre de bois et ouate de cellulose. Les désordres qui en ressortent sont issus d'expériences de chantiers et de réalisations. Pas de valeur statistique donc à retenir, mais bien une valeur pédagogique d’apprentissage.Ces désordres observés montrent que leurs origines ne résident pas tant dans les matériaux proprement dits, mais relèvent pour une part de défauts de conception et pour une majeure partie de défauts de prescription et de mise en œuvre.

La paille

La paille est étudiée ici du seul point de vue de l'isolation en bottes, entre ossature bois ou en remplissage de caissons.

Les désordres recensés apparaissent pour la plupart pendant le chantier et la majeure partie résulte de dégâts des eaux. La paille étant putrescible, l'attaque des moisissures peut être très rapide. Les symptômes apparaissant immédiatement, les désordres liés à des défauts de conception et/ou de mise en œuvre sont la plupart du temps détectés avant la fin du chantier, ce qui permet de les corriger facilement par le remplacement de la paille atteinte. Quelques rares sinistres liés à l'incendie ont aussi été recensés pendant le chantier. La paille en vrac pouvant être un vecteur de propagation de feu, il est indispensable en cas d'utilisation de bottes de paille nue de veiller au nettoyage régulier du chantier, à l'interdiction de fumer, et d’éloigner le stockage ou les ouvrages par rapport à la zone de découpe des bottes et de toute zone d'outils producteurs d'étincelles.

Fissuration d’un enduit chaux sur une isolation en paille

Après la réception et pendant la vie de l'ouvrage, les désordres relevés sont pour l'essentiel dus à des dégâts des eaux, ceux-ci étant parfois la conséquence d'erreurs de conception mais principalement dus à des défaillances d'attention ou de vigilance pendant la période de mise en œuvre. Lors de la vie en œuvre du bâtiment, les risques d’incendie sont encore plus rares : le taux de compression du matériau rend la paille difficilement inflammable, l'air ne circulant pas dans les bottes mises en place , celles-ci étant de surcroît protégées par des enduits ou des panneaux de finition. Pour éviter un risque de feu, les principaux axes de prévention consistent à protéger la paille par un enduit (corps et finition) ou tout autre revêtement coupe-feu avant l'occupation des locaux, et à respecter l'écart au feu des conduits de fumée et utiliser des matériaux incombustibles pour combler le vide de l'écart au feu.

Le chanvre

L'étude porte sur trois utilisations : isolant de fibres en panneaux ou rouleaux, béton de remplissage chènevotte/liant et enduit intérieur et extérieur chènevotte/liant.

Concernant la laine de chanvre en panneau ou rouleau, trois risques majeurs ont été identifiés, tous ayant la phase chantier comme origine :

• matériaux humides, mouillés voire dégradés avant mise en œuvre suite à un transport ou stockage non protégé. Pour pallier ce risque – qui concerne aussi des isolants plus traditionnels -, il faut transporter et stocker à l'abri des intempéries, et aussi contrôler le taux d'humidité de l'isolant ;
• apparition de moisissures dans les ouvrages. Il faut utiliser des films d'étanchéité à l'air adaptés, ne pas percer le film d'étanchéité à l'air ;
• ponts thermiques pour pose non jointive des panneaux d'isolant. En plus d’être attentif à la pose des panneaux, il convient de mettre en œuvre des produits de densité adaptée à l'usage.

Développement de moisissures et décollement du revêtement dus à la mise en œuvre de matériaux inadaptés étanches à la vapeur d’eau (type peinture à base de liants synthétiques).

 

Côté bétons et enduits de chanvre en filière humide, les risques relevés sont plus nombreux (voir en détail l’étude qui les recense). Quelques fabricants et entreprises proposent des éléments en béton de chanvre préfabriqués et séchés en usine (blocs ou panneaux) qui permettent de construire ou rénover en filière sèche. L'assemblage des blocs de béton de chanvre s'effectue avec un mortier-colle spécial fourni par le fabricant, l'assemblage des panneaux est réalisé par clavetage.

À noter qu’aucun cas de sinistre incendie n’a été évoqué.

La fibre de bois

L'étude s'intéresse aux rouleaux ou panneaux entre ossatures, et aux fibres en vrac soufflées à sec dans des caissons fermés en pose verticale ou en vrac sur support horizontal.

Nombre de sinistres constatés dus à un dégât des eaux proviennent d’une absence de coupure de capillarité en pied de mur, ou d’un apport d'humidité non maîtrisé des autres corps d'état (chape, enduits…). Il convient d’être attentif au traitement de tous les points de jonction et des interfaces, des joints en périphérie des ouvertures…, pour éviter les pénétrations d'eau, sources de moisissures voire d’apparition de mérule. Les qualités hydrophile et hygroscopique de la fibre de bois permettent d'absorber un excès de vapeur d'eau, voire d'eau. Cependant en cas d'humidité excessive et prolongée, la putrescibilité du matériau le rend plus vulnérable au développement des moisissures. En cas d'humidification de l'isolant en panneaux de fibres de bois, si celui-ci est mis dans de bonnes conditions de séchage, il retrouvera ses capacités thermiques à l'issue de la période de séchage.

Des désordres concernant des ponts thermiques sont à rapporter à des problèmes de découpe et mise en place des panneaux (pose non jointive), et à un mauvais remplissage par insufflation des caissons verticaux.

Mauvaise mise en œuvre de plaques en fibre de bois : plaques abîmées non jointives, nombre de fixations non conforme.

Les cas d’incendie relevés sont causés par des foyers lumineux encastrés non capotés, ou par une trop grande proximité avec des éléments métalliques surchauffés (conduits de fumées, de hotte aspirantes, costières métalliques de couverture…).

La ouate de cellulose

Les types de mise en œuvre abordés sont les panneaux semi-rigides, les flocons en vrac à souffler sur des surfaces horizontales ou à insuffler dans des caissons verticaux, ainsi que les flocons en vrac pour projection humide (verticalement ou horizontalement).

En projection humide, les retours font état de microfissurations, voire de décollements aux interfaces ouate/ossature. En cause, le non-respect des taux d'humidification de la ouate. L’apparition de moisissures, également signalée, impose, outre la vigilance sur les taux d’humidification, le respect des temps de séchage et la mise en place d'une ventilation adaptée avant fermeture des caissons.

En filière sèche, on note des tassements de l’isolant, soit dans les caissons verticaux, soit en combles pour l'isolation horizontale : il faut notamment calibrer la machine à souffler ou à insuffler suivant les densités requises, éviter la présence d'obstacles dans les caissons verticaux et sur le sol des combles à souffler (canalisations, fixations…) qui peuvent empêcher la répartition correcte de la ouate.

Il semblerait qu'une proportion relativement importante de réalisations d'isolation en ouate de cellulose insufflée soit l'objet d'apparition de ponts thermiques dans le temps. Leur apparition, notamment en partie supérieure des caissons d'insufflation, est due à plusieurs causes :

• mauvaise mise en œuvre ;
• qualité médiocre du produit (plus les fibres sont longues, mieux elles enferment l'air et moins elles se tassent à la mise en œuvre) ;
• tassement trop important du produit dans les sacs de livraison, qui lui fait perdre son « gonflant » ;
• mauvais réglage de la machine à insuffler.

 

Développement de moisissures sur une façade orientée au nord

Certains fabricants ont procédé à des contrôles par carottage pour suivre des opérations réalisées avec leurs produits et ont montré qu'il n'y avait pas de tassement si la mise en œuvre respectait leurs prescriptions.

Enfin, quelques incendies ont été recensés. Les sinistres liés à la proximité d’un conduit de fumée, d’une hotte aspirante etc. mettent en exergue l’importance des consignes de mise en œuvre autour de ces installations : distance d'écart au feu plus complément d'isolation avec un matériau ininflammable. Les désordres dus à des luminaires encastrés montrent l’indispensable utilisation de protections spécialisées (pots en matériaux ininflammables), voire la création d'un plenum.

Règles de l’art et coordination

Il ressort de l’enquête que la majeure partie des désordres recensés sont dus à des défauts de mise en œuvre, de conception et/ou de prescription. Mais ils peuvent également être provoqués par des interventions a posteriori : on pense par exemple à la construction en béton de chanvre où des plans de récolement insuffisamment précis ont participé à l'apparition de désordres lors de la fixation d'équipements lourds (volets, stores…) sur les structures porteuses qui n'ont pas pu être correctement situées ; ou à l'installation d'éclairage encastré ou de conduits de fumée à travers une isolation de combles en ouate de cellulose, laine de bois soufflée ou laine de chanvre pour lesquels l'électricien ou le chauffagiste n'a pas eu de préconisations spécifiques.

Les prescripteurs préconisent parfois ces isolants dans un mauvais contexte, aux mauvais endroits, tandis que les applicateurs non avertis sont susceptibles de les utiliser comme les produits conventionnels avec lesquels ils ont l'habitude de travailler. Tout comme les matériaux conventionnels, les isolants biosourcés nécessitent une attention tant du point de vue de la conception que de la réalisation. Leur emploi s'accompagne aujourd’hui pour certains de textes de référence et de Règles de l'art qu'il convient de respecter afin d'éviter tout désordre. 

Sur chantier, les tâches d'interface (maçonnerie/charpente/isolation, menuiserie/isolation, finitions intérieures/isolation…) doivent être réglées de manière à ne pas porter atteinte à l'isolant et à ne pas créer de désordres de type ponts thermiques, percement de membrane, apparition de moisissures…

La présence d'une coordination de chantier est une bonne façon d'anticiper les phases délicates et de programmer les tâches en fonction. Les tâches techniques spécifiques (plomberie, électricité, chauffage) doivent être réalisées en connaissance de l'isolant, pour éviter l'utilisation malvenue de matériel vecteur d'étincelles ou de flammes, etc. Là aussi, la coordination de chantier ainsi que la coordination sécurité ont un rôle à jouer pour définir en accord avec tous les intervenants les espaces de travail réservés, les zones de stockage…

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Un article de l'Agence Qualité Construction