8 décembre 2023
appareils de mesure dans un site d'étude
Cerema
Le projet de recherche EmiBio (EMIssions des matériaux BIOsourcés) lancé en 2018 a permis d’évaluer les émissions de polluants issus d’isolants biosourcés, et notamment de la laine de bois et de la ouate de cellulose, en relation avec les caractéristiques hygrothermiques de ces matériaux. Des relevés effectués sur deux sites, une mairie et une école, complétés par des travaux en laboratoire à différentes échelles (matériaux / parois), ont permis de mettre en évidence une absence de composés spécifiques des matériaux biosourcés dans l’air intérieur et l’absence de micro-organismes, tant que les règles de l’art sont respectées.

Le projet de recherche EMiBio, mené par le Cerema avec un soutien financier de l’Ademe et de la DGALN, s’inscrit dans le cadre de la réglementation environnementale 2020 du bâtiment (RE2020), qui intègre une analyse du cycle de vie des matériaux de construction et encourage ainsi le recours à ces matériaux. 

 

Quelles émissions potentielles des isolants biosourcés dans le bâtiment ?

Les matériaux biosourcés utilisés comme isolants présentent plusieurs avantages : issus de la biomasse, ils utilisent une ressource renouvelable et permettent de séquestrer du carbone à moyen terme, tout en limitant l’usage de matières premières d’origine fossile. Tous ces facteurs contribuent à réduire l’impact carbone du secteur du bâtiment. 

Dans le cadre de la transition écologique, les matériaux biosourcés représentent un enjeu majeur tant environnemental que financier. 

L’objectif du projet EmiBio était d’évaluer les émissions spécifiques (les Composés Organiques Volatils ou COV, venant notamment de micro-organismes – on parle de COVm – ou éventuellement des additifs) de matériaux biosourcés utilisés comme isolants dans des bâtiments (laine de bois et ouate de cellulose qui sont couramment utilisés), tout en prenant en considération les atouts hygrothermiques de ces matériaux. 

En effet, ces isolants sont un substrat organique a priori plus favorable au développement de micro-organismes que les isolants conventionnels, et le projet EmiBio a permis de s’assurer que leur usage n’entraînait pas d’émissions imprévues dans l’air de composés organiques volatils (COV) spécifiques en quantité non négligeable, que ceux-ci soient liés aux matériaux bruts, à des additifs présents dans les matériaux traités, ou à la présence de moisissures.

 

 
La démarche a été menée en 3 étapes, à 3 échelles :
  • Les polluants présents dans l’air de deux bâtiments des Hauts-de-France comprenant des isolants biosourcés (un bâtiment rénové en 2013 attenant à une mairie avec une isolation par l’intérieur en laine de bois et un groupe scolaire récent avec une isolation mixte) ont été suivis d’une part avec des capteurs permanents dans les parois pour l’étude des conditions hygrothermiques, d’autre part au cours de campagnes de mesures en été et en hiver
  • Des mesures en environnement maîtrisé de chaque matériau composant les parois des murs et des mesures sur les parois pour évaluer leur comportement hygrothermique à court, moyen et long terme. Une dizaine de composants qui se développent dans de mauvaises conditions hygothermiques ont été plus spécifiquement étudiés, l’impact de mauvaises conditions de pose des matériaux sur les émissions a aussi été évalué, ainsi qu’une comparaison avec une paroi plus classique, isolée avec de la laine minérale.
  • L’étude en laboratoire des émissions des matériaux seuls, à l’identique de ceux utilisés sur les deux sites.

Des matériaux aux émissions comparables aux matériaux classiques, sensibles à l’humidité

L’étude des polluants présents dans l’air des deux bâtiments réels étudiés n’a pas établi d’émissions spécifiques aux matériaux biosourcés impactant la qualité de l’air intérieur, les polluants étant en quantité trop faible dans l’air et non spécifiques aux matériaux étudiés. 

Ouate de cellulose : Les résultats obtenus sur les cas étudiés n’ont pas mis en évidence le moindre risque associé à l’usage de ouate de cellulose. Aucun impact significatif n’a été relevé sur l’air intérieur, ni aucun développement microbien, même avec ensemencement du matériau (échelle paroi en laboratoire).

Laine de bois : lorsqu’elle est posée dans les règles de l’art et à l’abri de toute détérioration (dégâts des eaux), elle n’a pas plus d’impact sur l’air intérieur du bâtiment qu’un isolant classique en site réel. Tout au plus peut-on relever un risque majoré de développement fongique en cas d’humidité relative anormalement élevée (supérieure à 80 % - obtenue en laboratoire).

Ce projet a permis de bien mettre en évidence l’absence de développement microbien tant que la gestion de l’humidité relative dans les matériaux / parois est assurée, ainsi que l’impact de l’humidité sur ce développement. Un non-respect des règles de l’art en environnement hygrothermique dégradé peut en revanche entraîner un développement microbien.

La gestion de l’humidité dans l’utilisation des isolants biosourcés et le respect des règles de l’art apparaissent donc comme deux enjeux majeurs, surtout pour la laine de bois, car celle-ci peut alors engendrer des émissions de polluants en conditions dégradées. 

 
Cette étude apporte de nombreux enseignements, notamment sur :
  • Le comportement de deux matériaux biosourcés, 
  • L’importance d’appliquer les règles de l’art dans l’utilisation de ces isolants,
  • La méthodologie permettant d’étudier les émissions de ce type de matériaux
  • La gestion de ces matériaux lors de dégâts des eaux ou d’inondations
  • L’impact de certains produits nettoyants sur la qualité de l’air