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La (ou l').ouate de cellulose, également connue sous le nom d'« isolant », est un matériau de construction isolant (dit « écomatériau ») très prisé en écoconstruction.
Elle est fabriquée à partir d'environ 95 % de journaux recyclés ; les 5 % restants étant un additif ignifugeant comme l'acide borique (en attendant la mise au point d'un substitut plus écologique ou sûr au regard de la santé environnementale) ou un mélange de sel d'ammonium ignifugeant ( sulfate d'ammonium interdit depuis en France.) et de produits fongistatiques et biocides.
La ouate de cellulose peut être trouvée en plaque ou en vrac. Elle est idéale pour une pose en toiture, combles, sous-pentes, murs. Elle procure une excellente protection contre le froid en hiver et contre la chaleur en été (très bonne inertie thermique).
Comme tous les matériaux fibreux, sa pose doit se faire avec les protections adéquates, en particulier respiratoires.
Propriétés et qualités environnementales Ce produit est considéré comme écomatériau car : La fabrication de sa part cellulosique ne nécessite que peu d'énergie, contribue au recyclage et n'engendre que peu de pollution environnementale (par rapport aux isolants minéraux ou d'origine pétrochimique, à qualité isolante égale) ; son énergie grise est de . alors que celle du polystyrène est d'environ . Il joue le rôle d'un correctif inertiel sous certaines conditions (quand les combles ne possèdent aucune masse inertielle, avec isolation sous rampants d'une toiture sans lame d'air ventilée…). Il est doux au toucher et ne provoque pas de démangeaison lors de la manipulation. Il ne contient pas d'ingrédient nocif pour la santé (la cellulose est un produit non toxique et non irritant), à l'exception du sel de bore (bien que le bore soit nocif pour l’organisme s'il est ingéré en trop grandes quantités, la quantité accessible du fait de son introduction par l’homme dans l’habitat, durant et après les travaux, est plus faible que la concentration présente dans la nature). Excellente résistance au feu.. Il ne perd pas ou peu de résistance thermique au fil des ans . Il s'infiltre dans les interstices de la structure et limite donc les infiltrations d'air. Il est aussi un bon isolant phonique (dans les cloisons.).
Qualités isolantes Pour rappel la résistance thermique (R) est une grandeur qui exprime la capacité d’un matériau à ralentir le transfert de chaleur. Elle est directement liée à la conductivité thermique (λ), qui mesure la facilité avec laquelle la chaleur traverse un matériau. Plus la conductivité thermique est faible, plus le matériau est isolant. La relation entre ces deux grandeurs est donnée par la formule :
où R est exprimée en mètres carrés-kelvins par watt (m²·K/W), e représente l’épaisseur du matériau en mètres (m), et λ est la conductivité thermique en watts par mètre-kelvin (W/m·K).
Ainsi, pour un matériau donné, augmenter son épaisseur améliore sa résistance thermique, tandis qu’un λ plus faible permet d’obtenir une meilleure isolation thermique avec une épaisseur moindre.
L’isolant en ouate de cellulose, présente des valeurs de conductivité thermique (λ) qui varient en fonction de la méthode d’application. En soufflage à sec, la ouate de cellulose affiche une conductivité thermique de λ = 0,039 W/mK, tandis qu’en injection, cette valeur est légèrement supérieure, atteignant λ = 0,041 W/mK. Ces différences s’expliquent par la densité et la compacité de la pose, qui influent directement sur la performance thermique.
Par exemple, une ouate de cellulose avec une λ de 0,039 W/m·K (en soufflage) et une épaisseur de 30 cm (0,30 m) après tassement atteint une résistance thermique de :
L'isolation admet donc résistance thermique R=·K/W pour 30cm de ouate de cellulose après tassement.
Cette relation simple permet de comparer les performances thermiques de différents matériaux et d’ajuster les épaisseurs nécessaires pour répondre aux exigences réglementaires ou aux objectifs de confort thermique.
En méthode d’injection à sec, réalisée dans un milieu parfaitement cloisonné (pour assurer une densité homogène et limiter le risque de tassement), une épaisseur de 30 cm injectée procure une résistance thermique légèrement inférieure de R = 7,32 m²·K/W. Cette méthode d’application est particulièrement adaptée aux parois fermées, telles que les murs ou les rampants de toiture.
Ces valeurs témoignent des hautes performances thermiques de la ouate de cellulose, qui, en plus de ses propriétés isolantes, se distingue par son faible impact environnemental et sa capacité à réguler l’humidité grâce à sa perméance à la vapeur d’eau.
Il existe aujourd'hui ouate de cellulose issue de la transformation des papiers support d’étiquettes autocollantes, appelés "glassines", représente une innovation récente dans le domaine des matériaux isolants. Ce procédé, développé notamment par Soprema avec son produit Univercell Cristal, permet de recycler ces papiers spécifiques, auparavant peu valorisés, et de compenser le déclin des flux de papier journal utilisé traditionnellement pour produire la ouate de cellulose.
Cette ouate de glassine offre des performances isolantes légèrement inférieures à celles de la ouate classique en soufflage, avec une conductivité thermique λ = 0,041 W/m·K, contre 0,039 W/m·K pour la ouate traditionnelle. Ce léger écart est dû à la nature des fibres issues des glassines, qui influent sur la structure du matériau. Malgré cela, cette nouvelle filière de recyclage contribue à une gestion plus durable des ressources en valorisant des déchets autrefois non exploités, tout en restant compétitive sur le marché des isolants écologiques.
Résistance au feu La cellulose étant naturellement combustible et sensible à certains champignons (quand elle est humide), le fabricant d'isolant doit lui adjoindre un adjuvant la rendant résistante au feu, aux moisissures et aux insectes ou rongeurs qui peuvent être tentés d'y faire leur nid.
Traitements ignifugeants La ouate peut être traitée de différentes manières contre le risque de feu et de moisissure.
Le traitement classique est un ajout de sel de bore et/ou de différents sulfates, conformément aux normes qui peuvent varier selon les pays et les époques : Canada : CAN/ULC S703http://www.nrc-cnrc.gc.ca/ccmc/registry/pdf/07%2021%2023.01_f.pdf. du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) ; États-Unis : ASTM International C739. ; France : chaque produit est évalué par le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB). Le JORF, août 2010., la mise sur le marché des produits biocides, certains biocides, en particulier le sel de bore, ont été interditsLégifrance (2010), JORF 0198, 27 août 2010, 15523, texte 83.. Il semblerait que la Directive européenne 98/8/CE du Parlement européen et du Conseil du Directive 98/8/CE du Parlement européen et du Conseil du 16 février 1998., antérieure au JORF cité plus haut, autoriserait l'utilisation du sel de bore dans certains types d'application (lutte contre les vermines par exemple). Ce qui autoriserait l'utilisation du sel de bore dans l'ouate de cellulose (dans la limite de 5 %).
Avantages et inconvénients du sel de bore Avantages : ce sel est stable, c'est un excellent ignifugeant et un fongicide/bactéricide (à partir d'une certaine dose). Inconvénients : les sels de bore (produits à partir d’acide borique) sont également toxiques (classés CMR 1 ; reprotoxique) et écotoxiques en tant que fongicide/bactéricide. Pour cette raison, une directive européenne impose aux fabricants que les sels de bore soient en Europe rapidement remplacés par un produit moins toxique. Ils sont peu à peu retirés du marché et depuis interdits en Europe pour certains usages (comme fongicide/bactéricide notamment). Faute d'alternative aussi efficace, le seul usage encore autorisé à certaines doses, et de manière provisoirement dérogatoire, est celui d'ignifugeantCompte rendu, réunion extraordinaire de la Commission chargée de formuler des avis techniques et des documents techniques d'application sur des procédés, matériaux, éléments ou équipements utilisés dans la construction, 2012-11-05 (consulté 2013-07-03). dans le cadre d’une modification de l' du règlement européen REACH en .
Recherches d'alternatives : les industriels ont obtenu quelques années de répit pour lui trouver une alternative à coût et efficacité égale. Cette alternative doit porter sur deux qualités : propriétés ignifugeantes et fongicides/bactéricides. Une des premières alternatives proposées a été de remplacer le sel de bore par un mélange de sel d'ammonium et de l’un ou l’autre des deux fongicides suivants : 2-octyl-2H-isothiazol-3-one (dit « OIT », fongicide encore en cours d'évaluation en tant que biocide par le Royaume-Uni pour le compte de l’Europe) ou l’IPBC (autre biocide fongicide, qui est lui en 2012-2013 en cours d'évaluation par le Danemark). Mais en 2012, alors que ces produits alternatifs commençaient à être vendus et utilisés, le CSTB. a émis une alerte concernant une centaine de cas en France d’émission d' aggravée en saison humide et a priori liée à une instabilité des sels d'ammonium de certaines ouates de cellulose. Certains fabricants avaient alors eux-mêmes décidé de ne plus utiliser cet additif pour revenir au bore, additif autorisé dans le règlement européen REACH. Dans ces conditions, le CSTB avait réactivé les Avis techniques pour les ouates contenant du sel de bore pour un délai de huit mois, délais allongés ensuite de deux années supplémentaires pour laisser le temps à l’industrie de développer une nouvelle formule .
Traitement au sel d'ammonium Il est interdit en France depuis mi-2013. Plus largement, un arrêtéArrêté interministériel du 3 juillet 2013 (signé par les trois ministres chargés de l'écologie, du travail et de la santé). a interdit la mise sur le marché, l'importation, la distribution, la vente et la fabrication d’isolants (panneaux ou vrac) à base d'ouate de cellulose additionnés de sel d'ammonium (ignifugeant ayant remplacé le sel de bore dans certaines ouates depuis fin de 2012).
Les ouates traitées aux sels d'ammonium doivent être retirées des magasins , précise le texte de l'arrêté.
Mise en œuvre Recueil d'évaluation des produits, 2004, Centre canadien des matériaux de construction, Conseil national de recherche du Canada, . Le plus souvent, un déflecteur de ventilation, carton pré-plié et traité contre l'humidité, est inséré dans les soffites puis broché sur les chevrons pour accomplir le travail.
Soufflage dans les combles (greniers)
Il s'agit de la mise en œuvre de ouate de cellulose en vrac la plus simple : déversement dans des combles perdues ou en plancher (surfaces horizontales, pente maxi admise : 5°).
La ouate est livrée en sacs. Elle a été comprimée et compactée dans ces sacs afin de limiter le coût de transport (il est préférable de ne pas dépasser dans les sacs, sans quoi les fibres qui constituent la matière peuvent être brisées ou au moins déformées et perdre ainsi leur élasticité, rendant la ouate en question moins performante en matière de résistance au tassement).
Afin de donner à la matière son volume optimal (ce qui permet d'y enfermer de l'air captif entre les fibres, un des principaux principes actifs de la majorité des isolants), il est nécessaire de la carder. Ce cardage peut être manuel en frottant les blocs issus des sacs entre les mains, mécanique au moyen d'un râteau de jardinage, mécanique encore en la malaxant dans un récipient type poubelle ou autre au moyen d'un malaxeur à peinture entraîné par une perceuse. Certains se sont même essayés au passage de la matière dans une souffleuse à feuilles (prévoir une souffleuse neuve pour la prochaine chute de feuilles à l'automne). Ces méthodes restent très aléatoires et la ouate ainsi mise en œuvre sera moins performante et nécessitera plus de matière première qu'avec la méthode suivante.