Blocs isolants Assurer structure et isolation en une opération

Les blocs à maçonner« isolants », dits aussi « Monomur », font aujourd’hui partie du paysage, ce pour tout type de construction : maisons individuelles, logements collectifs, chais, bâtiments industriels…Il s’agit là de véritables systèmes constructifs complets quel que soit le type de matériau – brique, béton cellulaire, blocs béton à base d’agrégats de pierre ponce ou blocs béton allégés avec isolant (plus proches des procédés à isolation par l’extérieur).

Dans ces systèmes, le mur est à la fois porteur et isolant, sans adjonction de doublage intérieur ou extérieur. En phase avec la réglementation thermique, y compris la RT 2012, ils répondent à trois points désormais essentiels à toutes constructions : isolation, inertie et étanchéité à l’air. Ce sont à la fois les propriétés isolantes des blocs et la limitation, voire la suppression, des ponts thermiques aux points sensibles de la maçonnerie (plancher intermédiaire, liaison mur extérieur/refend, angles…) qui leur confèrent ces bonnes performances thermiques. Ils répondent aux critères de l’isolation dite « répartie », par opposition à l’isolation dite « rapportée ». Critères au nombre de quatre :

• isolation thermique (capacité d’isolation de la structure du matériau utilisé pour isoler une habitation) ;

• résistance thermique (capacité d’un matériau à résister à l’évasion des calories vers le côté le plus froid de la construction) ; • inertie thermique (capacité d’un matériau à emmagasiner la chaleur et à la restituer – déphasage – afin de conserver une température intérieure presque constante) ;

• hydrorégulation ou la capacité d’un matériau à laisser migrer l’humidité ambiante naturelle d’une habitation.

Autre avantage mis en avant par les fabricants, ces produits répondent au souci croissant d’un habitat sain et bioclimatique, où le confort de l’occupant est au centre des préoccupations.

Deux familles de produits

Dans cette catégorie de produits, deux familles sont à distinguer : la première regroupe les blocs isolants monomatériau de type brique, béton cellulaire ou blocs à base de granulats légers des produits dits « Monomur ».

La seconde comprend les blocs composés de plusieurs matériaux : à l’exemple des RTH, blocs en béton alliés à un isolant type PSE.

Dans la première catégorie, le bloc de béton cellulaire, apparu dans les années 20, fait office de pionnier. Son essor s’explique par ses qualités d’isolant porteur. Argument de poids pour des maîtres d’ouvrage de plus en plus attentifs à l’environnement, le béton cellulaire est fabriqué exclusivement à partir de matière première naturelle – sable siliceux issu de carrières ou de dragage de rivières, chaux, ciment et eau – il ne contient aucun élément nocif ou fibreux, ni adjuvant toxique. Matériau minéral par excellence, il est incombustible. Du coup, il est aussi 100 % recyclable, imputrescible et inattaquable par les insectes, micro-organismes ou rongeurs. Léger et porteur, le bloc dispose d’une résistance à la compression extrêmement élevée : un mur en béton cellulaire de 25 cm d’épaisseur admet, malgré sa faible densité, une charge de 11,5 tonnes soit, selon les fabricants, 15 % de plus qu’un bloc béton et 20 % de plus que la brique creuse. Ses propriétés isolantes proviennent de sa structure même : alvéolaire, elle emprisonne l’air dans des milliers de cellules indépendantes les unes des autres. Ce haut pouvoir isolant rend superflue toute isolation complémentaire rapportée. De plus, son inertie naturelle garantit une forte atténuation des amplitudes de température extérieure. Ce qui permet, en été, une climatisation naturelle et se traduit, en demi-saison, par une réduction de la durée de chauffage.

Bloc béton cellulaire

En outre, le béton cellulaire répond aux exigences de la nouvelle réglementation acoustique en vigueur pour les murs extérieurs : affaiblissement de 35 dB(A) pour les constructions en zone d’habitation et de 45 dB(A) dans les zones proches des aéroports.

Leur mise en œuvre est réalisée selon les spécifications du DTU 20.1 (normes P 10-202-1 et P 10-202-2). Une ombre au tableau toutefois : les scellements et fixations doivent être réalisés avec des chevilles spécifiques. Pour les scellements, on aura recours, selon les cas, à la cheville en polyamide avec ancrage de forme et expansion du corps, à la cheville chimique avec ancrage par adhésion ou au scellement par injection de résine polyester dans le forage.Pour les fixations, il convient d’utiliser des clous en acier galvanisé ou en aluminium. Dans le temps, des microfissures peuvent apparaître sur la façade. Le béton cellulaire est en osmose complète avec le développement durable.

Les exigences en matière de performances énergétiques de la RT 2005 et surtout des prochaines, représentent pour lui une opportunité à ne pas laisser passer. D’ores et déjà, un bloc de 30 cm d’épaisseur avec un Lambda de l’ordre de 0,10 permet la réalisation de Bâtiments basse consommation (BBC). Il est aussi totalement adapté aux exigences des maisons passives, à savoir une valeur Uw inférieure à 0,15 W/m2K.

Néanmoins, il peut demander des adaptations pour renforcer encore ses propriétés d’isolation. La première d’entre elles consiste à coupler au bloc de béton cellulaire une isolation classique par l’extérieur. Mais avec cette solution, on revient à un système plus classique d’isolation rapportée.

Autre option innovante proposée par le fabricant allemand Greisel, un bloc monolithique fabriqué en deux parties : une partie intérieure en béton cellulaire classique de 25 cm pour la structure et solidarisée à la première, une face extérieure silico-calcaire spéciale de 25 cm d’épaisseur. Une sorte de béton cellulaire allégé. Un système à rainures et languette sur les quatre côtés garantit une étanchéité à l’air maximale. Le même fabricant propose un bloc de béton cellulaire à alvéoles remplies avec de la laine minérale.

Brique Monomur

Plus récente que le béton cellulaire, la première brique Monomur est sortie des fours des briqueteries Sturm en 1976.

Encore confidentielle, il y a une dizaine d’années, elle est en passe de devenir un classique de la construction. C’est par leur structure particulière que ces briques obtiennent leurs performances. En effet, grâce à son épaisseur et sa structure alvéolaire couplée à un dessin en labyrinthe, elle impose au froid un trajet de 1,30 m d’un côté à l’autre du mur. Les alvéoles d’air entre les parois agissent comme les lames d’air d’un double vitrage, ce qui confère à la brique un coefficient thermique U compris entre 0,35 et 0,41 suivant l’épaisseur de la brique et le type de maçonnerie, roulée ou non. Aujourd’hui, la brique Monomur en épaisseur de 30, 37,5 ou 50 répond à la Réglementation thermique 2005. Pour la suivante les fabricants sont sereins, dans la mesure où il existe d’ores et déjà des Bâtiments basse consommation (BBC) construits avec ces produits, y compris avec des briques de 30. De même, pour la prochaine réglementation, les logiciels de calcul devraient davantage prendre en compte l’inertie des bâtiments. Et à l’instar d’un mur massif en pierres, la brique Monomur dispose d’une grande inertie en emmagasinant calories ou frigories. En revanche, pas question de passer par la mise en place d’une isolation intérieure car, dans ce cas, la construction ne profite plus de l’inertie naturelle du bâtiment. Donc, pour renforcer les propriétés des briques, les fabricants utilisent en phase de fabrication des agents porosants (sciure de bois, cellulose ou bulles de polystyrène). Une fois brûlés, ils laisseront des microcavités dans lesquelles l’air reste emprisonné. D’autres, comme Wienerberger ou Bellenberg, ajoutent de la perlite ou de la laine de roche dans les alvéoles des briques. Résultat : des produits qui obtiennent un R largement supérieur à 5 pour les blocs de 42,5 cm. Par ailleurs, une étude du Cstb a montré que ce matériau accumule cinq fois moins d’eau qu’un mur parpaing isolé de l’intérieur. Tout risque de condensation et de sensation d’humidité est alors écarté et, selon les fabricants, on obtient un habitat sain et inaltérable dans le temps, idéal pour les personnes souffrant d’allergies. Le Monomur ne contient, en effet, aucune fibre, minérale ou végétale. De plus, ce matériau inerte ne dégage aucun composé gazeux. Les matières premières nécessaires à sa fabrication contiennent naturellement des métaux lourds, mais à la limite du seuil de détection. Pour mémoire, une étude complète « Santé et environnement : la brique pionnière » a été réalisée à la demande de la Fédération des tuiles et briques (FTB) sur le sujet.

Complètement incombustible, la brique Monomur est garantie 6 h coupe-feu et pare-flamme. De plus, chimiquement neutre, elle ne présente aucun risque d’émanations toxiques. Dotée d’une excellente résistance mécanique, une seule brique peut supporter plus de 100 tonnes. Cette résistance, associée à une largeur de 37,5 cm, permet des hauteurs entre chaînages de l’ordre de 7,5 m, contre 4 m pour une maçonnerie classique (DTU 20.1). Le mur porteur est apte à recevoir directement des fixations pour des charges lourdes et ne nécessite aucun système d’ancrage sophistiqué.

Blocs pierre ponce

Plus récents, mais tout aussi prometteurs, les blocs de granulats de pierre ponce font une entrée remarquée sur le marché de l’isolation répartie. Ces blocs possèdent des qualités semblables aux deux précédents produits en termes d’inertie, d’acoustique, d’incombustibilité et de résistance à la compression. Leur pouvoir thermique est obtenu via la structure alvéolaire acquise naturellement par la pierre ponce au moment de l’éruption volcanique. Afin d’obtenir une faible masse volumique, les fabricants sélectionnent les pierres les plus légères. Une fois concassée et nettoyée, la matière première est agglomérée avec 5 à 10 % de ciment selon les produits. Ainsi, certains fabricants importent des granulats de Turquie, où la pierre ponce est de très bonne qualité. Il est indispensable qu’elle soit la plus légère possible et que sa masse volumique soit la plus faible possible. La masse volumique des granulats doit être de l’ordre de 300 kg/m3. Également recyclable, sa fabrication ne demande, en revanche, aucune cuisson et consomme donc moins d’énergie. C’est un argument que mettent en avant les fabricants, même si parfois la pierre ponce a fait un long voyage, en général par bateau. Posés selon les prescriptions habituelles ou à joints minces, les mortiers et colles utilisés proviennent également de matière volcanique et offrent une résistance à la compression, tout en limitant les ponts thermiques. Ces produits sont appréciés des maçons traditionnels car ils ressemblent beaucoup au bloc béton. Ainsi, les blocs sont montés à l’aide du mortier allégé prêt à gâcher à l’aide d’un gabarit de pose spécialement prévu à cet effet. Ce gabarit assure le dépôt d’une couche de mortier (épaisseur comprise entre 10 et 12 mm) régulièrement répartie en deux bandes, assurant un montage dit « à rupture de joints ». Les joints verticaux permettent un assemblage à sec, mais peuvent aussi être remplis de mortier. Les murs sont destinés à être revêtus intérieurement par tous revêtements applicables sur maçonnerie de blocs en béton de granulats légers et extérieurement, par un enduit traditionnel monocouche ou multicouche conforme au DTU 26.1.

Bloc constructif 2 en 1

La seconde catégorie de blocs s’apparente davantage à de l’isolation par l’extérieur qu’à celle répartie. Cependant, il s’agit bien là de blocs constructifs 2 en 1.Ici, l’isolation est assurée, dans la majorité des cas, par un isolant polystyrène expansé plus ou moins épais, pris en sandwich entre deux blocs agglomérés. Dans le cas des RTH, les deux blocs en béton sont reliés mécaniquement par l’isolant ; liaison réalisée via quatre tenons en queue-d’aronde. La présence d’une lame d’air et du polystyrène renforce l’étanchéité de la façade, tout en constituant une coupure de capillarité. La lame d’air atténue les températures de la paroi extérieure en plein soleil et les effets de la condensation nocturne.

Dans le même esprit, d’autres blocs bénéficient de deux parements de béton de bois avec isolation PSE ou laine de roche intégrée. Issu d’un procédé originaire d’outre-Rhin, le béton de bois est un matériau composé de 80 % de copeaux de bois recyclés. Dépoussiérés et minéralisés, ces copeaux sont liés sous-pression avec le ciment (20 %). Cette alliance donne un matériau léger, durable, avec une structure à pores ouverts, d’où des propriétés de régulation d’humidité, d’imputrescibilité, de tenue au feu et une bonne capacité d’isolation acoustique. Une variante consiste à remplacer l’aggloméré de béton de chaque côté de l’isolant par des parois finies en pierre reconstituée (Isotone). Cette particularité en fait un produit 4 en 1 : portance, isolation thermique et finitions intérieure et extérieure. À la différence des autres blocs, des orifices spéciaux (colonnes vides isolées) sont prévus pour le passage des gaines tous les 25 cm. La structure porteuse offre une grande résistance, mais ne repose pas totalement sur le bloc lui-même. Celle-ci est complétée par le coulage de potelets en béton fluide dans des orifices ménagés dans l’isolant. La liaison entre les blocs est, elle, assurée par des joints souples. Bien sûr, l’isolant est soumis à un contrôle destiné à vérifier sa masse volumique (supérieure à 16 kg/m2), ses caractéristiques dimensionnelles et la résistance à l’arrachement des tenons (supérieure à 100 kg/m2).

En revanche, ces blocs sont classés M1 en raison du polystyrène entrant dans leur composition. Comme pour le Monomur et les blocs de pierre ponce, l’accrochage d’objets lourds dans les parois par scellement ne pose aucun problème. Outre les blocs, les industriels développent des procédés constructifs complets : arases, feuillures, linteaux de chaînage, prélinteaux... Les systèmes béton cellulaire disposent de procédés complets pour les dalles, mais aussi en toiture. Ce qui limite fortement la présence des ponts thermiques.

Maçonnerie à joint mince

Par ailleurs, tous les types d’enduits sont compatibles avec ces blocs (hormis ceux avec parements de pierre). Tous ces procédés sont également utilisables dans les zones sismiques, à condition de respecter les règles en vigueur. Peu de disparités dans les coûts fourni/posé : la fourchette se situe entre 60 et 100 3/HT par mètre carré. Disparités liées à l’épaisseur des matériaux et aux coûts de la main-d’œuvre variant d’une région à l’autre. Il existe un surcoût difficile à estimer par rapport à la construction plus classique avec isolation rapportée. Néanmoins, les fabricants assurent en chœur que le surcoût est largement compensé par les économies d’énergie réalisées. De plus, les gains ne seraient pas uniquement d’ordre économique pour les occupants des logements, ils le sont aussi pour les entreprises. En effet, la mise en œuvre s’avère plus rapide et facile : réduction des déchets, matériaux plus légers, façonnage rendu aisé avec un outillage spécifique ou encore technique de pose à joints minces collés. Ce dernier point représente une évolution, voire une révolution dans les habitudes.

Ce procédé représente aujourd’hui presque 100 % des chantiers de brique Mono­mur, béton cellulaire et, dans une moindre mesure, pour les blocs à base de pierre ponce. Ce développement spectaculaire s’explique, entre autres, par les gains de temps à la pose, estimés de 20 à 40 % par rapport à une pose traditionnelle au mortier.

Cette croissance s’explique également par les qualités que cette pose confère à la construction, le joint mince supprimant les ponts thermiques au droit des joints.

Résultat : la maçonnerie à joints minces a été intégrée à la nouvelle version de la norme DTU 20-1 Maçonnerie et passe donc dans le domaine des techniques traditionnelles.

Tableaux des fabricants