En coopération avec des chercheurs, un fabricant suisse a développé un matériau isolant en fibres insufflées indéformables et donc résistant au feu à base de papier recyclé. Le produit pourrait donner un nouvel élan aux vieux papiers isolants. Parce que les fibres de cellulose sont considérées comme particulièrement durables.
L'utilisation de la cellulose pour l'isolation des bâtiments s'est généralisée dans les pays industrialisés occidentaux dans les années 1970, lorsque le besoin de matériaux d'isolation thermique bon marché a augmenté, en particulier aux États-Unis en raison de la hausse du prix du mazout. Il est utilisé pour isoler en Suisse depuis les années 1980. Cependant, le matériau isolant naturel a longtemps été un produit de niche.
Cela a changé ces dernières années. Les ventes ont considérablement augmenté. Selon une analyse de marché réalisée par la société de conseil Interconnection Consulting, le marché suisse de l'isolation thermique a augmenté de 4,2 % en 2019 et a généré un volume de ventes de 330 millions de francs. En termes de valeur, la laine minérale (part de 42,3 %) et la mousse de polyuréthane rigide (15,4 %) connaissent actuellement la plus forte croissance. À 7,8 %, la part de marché de la cellulose et des autres fibres naturelles (à l'exclusion des fibres de bois) est relativement modeste. Mais par rapport à d'autres marchés comme l'Allemagne, où la part n'est que de 1,8 %, les matériaux d'isolation alternatifs sont très populaires en Suisse.
Le moteur de croissance le plus important est l'industrie de la construction en bois, qui bénéficie de l'évolution de la protection incendie. Parce que les matériaux isolants à base de fibres de papier sont principalement utilisés dans ce secteur, les ventes ont augmenté après l'entrée en vigueur de nouvelles réglementations : en 2005, par exemple, la construction de bâtiments en bois à plusieurs étages a été rendue possible ; et avec la révision de 2015, le législateur a autorisé le bois pour toutes les catégories de construction.
Matériau d'isolation le plus durable
La portée des peluches de cellulose comprend les cavités de toit, de mur et de plafond. Le matériau isolant est fabriqué à partir de papier journal trié, qui est pré-déchiqueté en flocons dans des processus mécaniques, mélangé avec des retardateurs de flamme, broyé, imprégné et finalement décollé et compacté. La teneur en papier recyclé du produit fini varie de 75 à 90 %, selon le fournisseur.
Les fibres de pâte à papier ont une faible conductivité thermique et offrent une très bonne isolation thermique en été. De plus, la pâte est peu coûteuse. Selon une liste du portail de conseil Energieheld Schweiz, la cellulose a l'un des prix au mètre carré les plus bas après les fibres de bois et est tout aussi bon marché que le polystyrène expansé.
Mais c'est le matériau qui marque le plus en termes d'équilibre écologique : aucun autre matériau isolant n'a un contenu recyclé plus important et un contenu énergétique primaire inférieur, ce qui en fait le plus durable de tous les matériaux isolants dans le secteur du bâtiment. Étant donné que le processus d'effilochage est très simple et que le papier ne développe pas beaucoup de résistance, peu d'énergie est nécessaire pour la production, explique Michel Alder, directeur général du fabricant Isofloc AG. Selon la base de données KBOB pour la construction publique, l'entreprise de Bütschwil, fondée en 1980, est le fournisseur du produit d'isolation le plus durable d'Allemagne. L'isolation à base de papier est l'un de ses principaux produits, représentant 60 à 70 % de ses ventes.
problème de réglage
Le patron de l'entreprise, Alder, confirme la demande croissante de cellulose sur le marché. Afin de pouvoir continuer à les servir, Isofloc s'est associé à l'Institut fédéral d'essai et de recherche des matériaux (Empa) dans le cadre d'un projet industriel Innosuisse de deux ans. L'objectif était de développer un matériau d'isolation insufflable dimensionnellement stable et ignifuge à base de vieux papiers pour la construction d'éléments préfabriqués en bois.
Pour ce faire, il a fallu trouver un agent liant remplissant deux conditions fondamentales : il devait être manifestement non toxique, bon marché et disponible en grande quantité. Un procédé de reliure a également dû être mis au point car les touffes doivent bien s'écouler lorsqu'elles sont soufflées, mais doivent adhérer fermement dans la cavité.
Thomas Geiger, chimiste spécialiste des polymères du Laboratoire pour la cellulose et les matériaux en bois de l'Empa, explique pourquoi le collage est si important : "Les flocons de vieux papiers sont remplis dans des compartiments en bois préfabriqués, qui sont ensuite fermés par vissage sur une contre-plaque en bois, ce qui comprime légèrement le matériau et donne il une certaine stabilité inhérente. Cependant, des vibrations sont exercées sur ces murs complets pendant le processus de montage, de chargement et de transport. Et puis il peut arriver que le remplissage de flocons s'accumule légèrement, c'est-à-dire qu'il s'enfonce un peu et cela crée de nouvelles cavités dans l'élément de construction en bois.»
Stabilité dimensionnelle grâce au collage
Le processus de compactage du matériau de remplissage est appelé tassement. Empêcher cela était l'objectif du projet. L'arrière-plan était la réalisation de meilleures classes de feu. « Les compartiments sont remplis de matériau isolant. Cependant, si un tassement se produit à la suite de la production, vous avez un effet de cheminée en cas d'incendie, ce qui signifie que plus d'oxygène peut entrer et attiser le feu », explique Geiger. "Mais si vous renforcez la structure avec des liants de manière à ce que le remplissage reste stable et sans formation de cavités dans le compartiment jusqu'au montage final de l'élément, il n'y a pas de cavités en cas d'incendie et donc plus un effet cheminée et donc, dans une certaine mesure, une protection contre l'incendie."
C'était la tâche de Geiger et celle de ses collègues de laboratoire de trouver une substance appropriée. Dans une série de tests, environ 40 additifs différents ont été testés. Une substance de l'industrie alimentaire a finalement montré la propriété souhaitée lors de tests d'adhérence à l'Empa et lors d'essais pilotes dans le hall de production de Bütschwil, à savoir une connexion fiable de la structure cellulosique même en cas d'incendie.
Enfin, les flocons ont été soufflés dans des cadres en bois d'essai et exposés à une flamme allant jusqu'à 1000 degrés dans le laboratoire d'incendie pendant une heure, avec pour résultat que la nouvelle isolation a résisté à l'essai au feu. La substance exacte en cause reste pour le moment un secret commercial.
Bricoler avec le processus d'injection
Alder, directeur général d'Isofloc, est extrêmement satisfait du résultat : "Le liant garantit que le cube de fibres reste à l'intérieur du compartiment et permet une adhérence sûre. Le matériau isolant reste ainsi dans la construction comme un cube entier et assure une protection active contre l'incendie.»
Maintenant, le produit doit encore être développé en termes d'application et de technologie des machines afin qu'il soit adapté à la production de masse, ce qui nécessite des tests techniques. Les techniciens de machines sont en train de construire une nouvelle génération de machines de soufflage. Le dosage du liant est ici important : « Lors de l'introduction du produit cellulosique standard, le liant doit être injecté à l'entrée de la buse d'injection en même temps, afin qu'une liaison se crée entre la structure bois et la cellulose, " explique Alder.
Les concepteurs travaillent actuellement sur les ajustements. Le principal défi est que les buses pulvérisent toujours la même quantité d'adhésif sur le matériau d'isolation en vrac.
Boostez grâce à la construction de maisons en bois
Michel Alder espère que le nouveau développement sera de 10 à 15 % plus économique, en particulier dans le secteur en pleine croissance des immeubles résidentiels à plusieurs étages. Il est certain que le nouveau produit sera une étape importante et générera une croissance supplémentaire à deux chiffres.
Isofloc coopère déjà avec de grandes entreprises de construction en bois. Isofloc a rempli les éléments de toit et de mur d'isolant cellulosique pour le développement "Sue & Til" à Winterthur, qui a été achevé en 2018 et est actuellement le plus grand lotissement en bois de Suisse. Et l'entreprise isolera également un immeuble résidentiel avec des déchets de papier dans le cadre du projet de construction «Lokstadt» dans la même ville.
La tendance à la construction durable est alimentée par le débat climatique actuel. Thomas Geiger est convaincu que cela conduira finalement à repenser. "Les substances naturelles et les matériaux durables qui sortent de certains cycles et sont neutres en CO 2 deviennent de plus en plus importants."
Et là, vous êtes sur la bonne voie. Parce que les flocons de papier sont une véritable alternative aux produits d'isolation à base de pétrole, explique le spécialiste de l'Empa, et ajoute : "Si vous regardez l'ensemble du processus, de la gestion des arbres à la production de cellulose et de l'utilisation du papier au recyclage, vous avez un cycle qui est vraiment durable. Et en tant que matériau isolant, les vieux papiers restent très longtemps dans le bâtiment en question, peut-être plus de 50 ans, jusqu'à ce que le bâtiment soit démoli, transformé ou rénové.
Antonio Suárez / 14 septembre 2020
