Matériaux bioclimatiques

Jean-François Martin  Publié le - Mis à jour le 12 juin 2019


Le choix des matériaux de construction bioclimatique est une étape délicate. Ils vont déterminer l'atmosphère de l'habitat. Une maison saine est un lieu bien isolé mais qui respire. L'enveloppe de la construction fait office de frontière entre l'intérieur et l'extérieur.

Comme la peau, les matériaux bioclimatiques doivent assurer une stabilité de la température interne malgré les variations externes, tout en permettant des échanges, tel des pores.

L'emploi de matériaux d'origine animale (laine), végétale (bois, paille) et/ou minérale (pierre, terre) permet le renouvellement naturel de l'air.
Les divers matériaux proposés sont à évaluer en fonction de leur coût, de leurs propriétés, de leur approvisionnement et de leur impact environnemental.

Le coût des matériaux de construction

Le prix d'achat est un indicateur à prendre en compte car il permet une comparaison chiffrable aisée entre les différents produits.

Cependant, à long terme, un achat de base plus élevé pourra être largement amorti grâce à des économies d'énergie.

Hormis les caractéristiques techniques des matériaux, n'oubliez pas de vous informer sur leur coût de mise en place, leur entretien, leur longévité.

Choisir ses matériaux de construction bioclimatique

en fonction de leurs propriétés

Densité des matériaux
  • Densité (masse volumique_ " µ "=kg/m3_) : un matériau dense donc lourd est un bon isolant phonique; il assure généralement une bonne inertie mais il est également bon conducteur thermique et donne une sensation de froid ou de chaud au contact de la peau.
  • Réaction à la chaleur.
Coefficient de conductivité thermique (" lambda "=W/m. °C) des matériaux

Le coefficient de conductivité thermique est le flux de chaleur qui traverse un cube d'1m3 lorsque deux parois ont une température différente de 1°C.

Ce coefficient augmente avec la température mais surtout avec l'humidité qui affecte les propriétés des matières poreuses (l'eau est 25x plus conductrice que l'air !).

Coefficient de résistance thermique (" R "=m². °C/W) : R=e/ " lambda "

L'épaisseur du matériau " e " va déterminer sa résistance. Plus R est élevé et plus il est isolant. Voir outil pratique calcul propriétés isolantes des matériaux

Coefficient de capacité thermique (" S "=kJ/m3. °C) des matériaux

Flux de chaleur nécessaire pour élever de 1°C la température d'1m3 de matériau.
Elément essentiel, c'est sa capacité à emmagasiner l'énergie. Pour les parois extérieures, il faudra privilégier les matériaux à " S " élevé.

Coefficient d'effusivité thermique des matériaux de construction

Ce coefficient caractérise la vitesse dont un matériau transporte des flux thermiques. Il sera également important pour le choix en fonction de l'utilisation des pièces. On penchera vers des matériaux avec " Ef " élevé pour les pièces donnant au sud ou à l'ouest, pour une utilisation quotidienne.

Réaction à l'humidité des matériaux de construction

Le corps humain a besoin d'un taux d'humidité moyen pour son bien-être qui se situe entre 35% et 50%.
Le manque ou l'excès de vapeur d'eau en suspension dans l'air entraînent des désagréments physiologiques. Ces variations peuvent être diminuées par la " capacité respiratoire " des matériaux utilisés.
Il faut veiller à bien différencier les caractéristiques parfois rendues floues.

Coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur d'eau (" µ ") des matériaux

Plus " µ " sera faible et plus la vapeur d'eau pourra s'évacuer rapidement à travers le matériau. Le diamètre des pores n'a ici aucune incidence car les molécules d'eau sont plus petites que les molécules d'air et que les autres particules en suspension.

Capillarité des matériaux de construction

La capillarité va déterminer la vitesse d'absorption (succion) d'une quantité d'eau par unité de temps pour une surface d'1m². C'est elle qui conditionne la durée de séchage d'un mur imbibé.

Taux de saturation en eau des matériaux de construction

Ce taux donne un pourcentage de la quantité de saturation en eau des pores des matériaux. Les matériaux à grande capacité de stockage devront être préservés de toute infiltration afin d'éviter une lente dégradation.

Petite liste des matériaux dits bioclimatiques

Matériau le plus local possible, par exemple le bois sera bois local, les granulats seront achetés dans des carrières les plus proches

  • brique monomur
  • la terre
  • béton cellulaire
  • brique de terre cuite pour cloisons intérieures
  • sol en terre cuite
  • fermacel pour les cloisons
  • charpente bois
  • tuiles, lauzes ou ardoises selon région
  • laine de bois pour isolation
  • bois de cellulose sans sel de bore
Impacts sur l'environnement des matériaux de construction

Un bilan peut être établi en fonction de l'appréciation globale du cycle de vie du produit.

Pour que le caractère bioclimatique soit vraiment positif, il faut que ce bilan soit le plus faible possible. On considérera donc les points suivants :

Extraction des matières premières et transport primaire :
  • renouvelables ou non ?
  • énergie nécessaire (extraction et transport)
  • impact sur la santé des personnels d'extraction
Fabrication :
  • mode de fabrication / énergie nécessaire (quantité et type)
  • rejets (gaz, métaux lourds, résidus liquides, déchets solides...)
  • nuisances diverses / impact sur la santé des personnels de fabrication
Transport secondaire et mise en œuvre :
  • énergie nécessaire pour le transport jusqu'à sa destination finale (distance, type, poids)
  • énergie nécessaire à la mise en œuvre (utilisation de produits complémentaires)
  • production de déchets pour la mise en œuvre
  • impact sur la santé des personnels de mise en oeuvre
Durée, vieillissement et comportement dans le temps :
  • prix d'achat et de pose par rapport à la longévité
  • économies d'énergies
  • durabilité
Fin de vie :
  • séparation possible des constituants en vue d'une seconde vie des matières
  • destination des matières (décharge, incinération, réutilisation, recyclage)
  • bilan des opérations de fin de vie (énergie nécessaire, polluants dégagés, coût)

"L'énergie grise" représente la quantité d'énergie nécessaire à la production d'un matériau (extraction ou récolte, transformation, transport, recyclage).
Impact sur la santé : outre la nocivité de certains procédés de production, certains matériaux sont avérés nocifs pour notre organisme. Les produits naturels peuvent devenir nocifs lorsqu'ils sont associés à d'autres composants censés les rendre plus performants. Il faut donc veiller aux émanations des matériaux, en particulier en situation de combustion. Ces règles s'appliquent également aux matériaux bioclimatiques