Faire pousser des isolants thermiques : un panorama des matériaux disponibles en France

Le secteur du bâti­ment représente 30 % des émis­sions de CO₂ de la France, en prenant en compte la fab­ri­ca­tion des matéri­aux, la con­struc­tion et l’habitation. Cela en fait un poste clé pour la réduc­tion des émis­sions de gaz à effet de serre.

L’amélioration de la per­for­mance énergé­tique des bâti­ments est un levi­er incon­tourn­able de cette réduc­tion. La future régle­men­ta­tion en la matière, la « RE2020 », apporte une évo­lu­tion majeure en pro­posant de nou­veaux indi­ca­teurs pour éval­uer les impacts envi­ron­nemen­taux du bâti­ment sur l’ensemble de son cycle de vie.

Les par­tic­ules végé­tales, des atouts pour l’isolation

Cette nou­velle approche devrait encour­ager les fil­ières de matéri­aux qui émet­tent peu de gaz à effet de serre, comme les « isolants naturels ». Provenant de plantes, ce sont de véri­ta­bles puits de car­bone, en plus d’être com­posta­bles en fin de vie. Plusieurs sources de ces isolants sont disponibles en France à tra­vers tout le ter­ri­toire et toute l’année, per­me­t­tant poten­tielle­ment d’assurer une disponi­bil­ité locale, réduisant forte­ment le coût écologique lié au transport.

La pro­priété recher­chée lors de l’incorporation de par­tic­ules végé­tales dans des matéri­aux biosour­cés des­tinés au bâti­ment est en pre­mier lieu l’isolation ther­mique. Cette dernière est le résul­tat de la très grande porosité naturelle des agrores­sources. Cette porosité per­met d’emprisonner de l’air, naturelle­ment isolant. Les parois des par­tic­ules végé­tales sont com­posées de polymères hydrophiles. Ces polymères peu­vent donc servir de liant, un atout pour la con­cep­tion de cer­tains matéri­aux. Les appli­ca­tions pos­si­bles en éco­con­struc­tion des par­tic­ules vari­ent donc en fonc­tion de leur biochimie et leur microstructure.

La France, terre d’agroressources

Répon­dre aux défis de con­stru­ire et de rénover des bâti­ments avec des matéri­aux de con­struc­tion biosour­cés va néces­siter des quan­tités gigan­tesques de ressources végé­tales et des plantes aux pro­priétés var­iées. Fort heureuse­ment, ces sources sont nom­breuses et poten­tielle­ment impor­tantes. La grande majorité de ces agrores­sources provient de cul­tures annuelles et notam­ment de leurs tiges végé­tales. Les options sont très nom­breuses : tour­nesol, colza, maïs, blé, orge, avoine, sei­gle, chan­vre, riz, mis­cant­hus, roseau sont tous explorés pour des util­i­sa­tions en écoconstruction.

His­torique­ment en France, les pre­mières par­tic­ules végé­tales iden­ti­fiées pour la fab­ri­ca­tion d’« agrobé­tons » sont les copro­duits issus du défi­brage des tiges de chan­vre. Les cul­tures de chan­vre et de lin tex­tile visent prin­ci­pale­ment à pro­duire des fibres. Le défi­brage des tiges de ces plantes pro­duit des par­tic­ules végé­tales appelées anas de lin pour la tige de lin et chènevottes pour la tige de chanvre.

Il existe d’autres cul­tures à fort poten­tiel sur le sol français. Par exem­ple, le mis­cant­hus, ou « herbe à éléphant », implan­té pour pro­duire de la bio­masse en vue d’une val­ori­sa­tion en bioén­ergie, a un ren­de­ment intense, de 15 à 20 tonnes par hectare et par an. Le broy­age de la tige de mis­cant­hus pro­duit un seul type de par­tic­ules végé­tales qui pour­raient être aus­si util­isées en écoconstruction.

Arbi­tr­er entre plusieurs applications

Le total des dif­férents gise­ments annuels recen­sés sur le ter­ri­toire français peut être estimé à poten­tielle­ment plus de 15 mil­lions de tonnes de ces par­tic­ules végé­tales. Ce chiffre com­prend les par­tic­ules ayant déjà des voies de val­ori­sa­tion, telles que le pail­lage hor­ti­cole, la litière ani­male, la bioénergie.

Con­cer­nant les tiges non récoltées aujourd’hui (tour­nesol, colza, maïs, une par­tie des céréales), il est néces­saire de pren­dre en compte le besoin agronomique du sol et de prévoir d’y laiss­er de la bio­masse. Laiss­er la moitié per­me­t­trait de s’affranchir des dan­gers agronomiques.
S’il y a com­péti­tion entre ces dif­férentes appli­ca­tions, le gise­ment annuel est telle­ment gigan­tesque que toutes les voies de val­ori­sa­tion util­isant des par­tic­ules végé­tales pour­ront être fournies sans crainte de concurrence.

Une com­plé­men­tar­ité géographique…

Les cul­tures du chan­vre et du mis­cant­hus pro­posent des sur­faces lim­itées, mais promet­tent d’être implan­tées sur tout le ter­ri­toire. Les cul­tures de maïs et de céréales cou­vrent pra­tique­ment tout le ter­ri­toire français, avec des répar­ti­tions plus ou moins homogènes selon les régions. Les autres cul­tures con­sid­érées ont des ter­ri­toires précis.

On remar­que une com­plé­men­tar­ité de ces zones, lais­sant apercevoir que l’ensemble du ter­ri­toire français peut être cou­vert pour les gise­ments de par­tic­ules végé­tales provenant des dif­férentes cul­tures. La val­ori­sa­tion locale des par­tic­ules peut ain­si être envis­agée, ce qui per­me­t­trait de lim­iter l’empreinte car­bone liée au trans­port de ces matières légères et volumineuses.

… et temporelle

La plu­part des cul­tures con­sid­érées sont des cul­tures annuelles, c’est-à-dire que la récolte se réalise une fois par an, à un moment pré­cis de l’année.
Il appa­raît que la diver­sité des cul­tures et donc les dif­férentes péri­odes de récolte asso­ciées per­me­t­tent une com­plé­men­tar­ité tem­porelle assur­ant une disponi­bil­ité de matière végé­tale tout au long de l’année. Elle per­met d’éviter des con­traintes liées à des stock­ages longs.

Issues de la nature, les par­tic­ules végé­tales présen­tent inévitable­ment des pro­priétés vari­ables, mais étant don­né la mul­ti­tude de cahiers des charges des matéri­aux biosour­cés pour la con­struc­tion, la diver­sité et la com­plex­ité des par­tic­ules végé­tales devi­en­nent alors sources de potentialités.

Légende de la pho­to ci-dessus : Faire pouss­er des isolants ther­miques, c’est pos­si­ble. Ici, mois­son de mis­cant­hus, aus­si util­isé pour les bio­car­bu­rants. David Wright, Flickr, CC BY