Le réemploi de l'isolation en laine de roche: what's in it for me?

Un chercheur primé parvient à des conclusions surprenantes sur l'isolation de toiture minérale

La construction durable est avant tout un choix du maître d'ouvrage et un problème pour l'architecte. Dans la plupart des cas, les entrepreneurs n'exécutent que ce qui est décrit dans les plans. Pourtant, les couvreurs et/ou les entreprises générales de construction/démolition peuvent jouer un rôle dans l'ensemble du projet.

En effet, en démontant les panneaux d'isolation de manière réfléchie et attentive, il est possible de leur donner une seconde vie dans d'autres applications. C'est l'une des conclusions de la thèse primée de Gentiel Acar, chercheur à l'UGent, qui a remporté le NBN Sustainability Award en 2023 grâce à ses recherches sur le réemploi des isolants en laine minérale.

Voici un aperçu de ses conclusions et du potentiel de la laine de roche en tant que matériau de réemploi:

Sauver du bûcher l'isolant de toiture minéral  

Chaque démolition, rénovation ou reconstruction libère des matériaux d'isolation. Dans la plupart des cas, les panneaux finissent dans des conteneurs qui vont directement à la décharge ou à l'incinérateur. C'est dommage, estime Acar. L'énergie nécessaire à la production, au transport et au traitement des matériaux d'isolation est perdue au bout de x années, alors qu'un certain pourcentage de ces panneaux peut être réutilisé dans d'autres applications. "Le réemploi des matériaux d'isolation lors du démantèlement des bâtiments à démolir offre la possibilité de fermer les cycles de matériaux et de minimiser l'empreinte carbone", explique Acar.

Programmes de reprise des fabricants

Certains fabricants s'engagent à recycler leurs matériaux d'isolation, mais jusqu'à présent, le réemploi n'est pas encouragé par l'industrie du bâtiment, ou pas suffisamment. Ils transforment certaines substances en granulés, qui constituent une matière première pour la fabrication de briquettes destinées au réemploi dans de nouveaux produits d'isolation.

C'est louable, mais selon Acar, il y a encore des progrès à faire. "Le recyclage de ces matériaux nécessite beaucoup d'énergie. Il faut les collecter, les transporter, les stocker et les traiter. Au cours du processus de recyclage - dans le cas de l'isolation en laine de roche, par exemple - il faut toujours des températures élevées, ce qui entraîne une importante demande d'énergie."

Réemploi de l'isolation en laine de roche existante

La recherche d'Acar porte sur le réemploi de l'isolation en laine minérale des toits plats. Il a analysé l'ensemble du processus, du démontage aux essais puis jusqu'à la réaffectation de l'isolant réutilisé dans de nouveaux bâtiments ou de nouvelles applications.

Du démontage à la réaffectation

Démontage des panneaux d'isolation

Tout commence par le retrait minutieux des panneaux d'isolation. Au cours de ses recherches, Acar s'est lui-même rendu sur des toits plats. Sur la base de son expérience et de celle des entreprises de couverture et de démolition, il apparaît que le démontage de ces panneaux est généralement possible.

Mais quelle que soit la prudence dont on fait preuve lors de ces travaux, on ne peut jamais vraiment exclure la possibilité de dommages. Les dégâts les plus fréquents se produisent lorsqu'on enlève la couverture de toit de l'isolation. Souvent, la colle et les résidus de bitume ou d'EPDM adhèrent à la couche supérieure.

En soi, l'endommagement de la couche supérieure n'est pas une raison pour renoncer complètement au réemploi des plaques. Selon Acar, les futures entreprises de récupération et de démolition devraient avoir pour ambition de développer des outils permettant de rendre le processus de démantèlement plus efficace et de réduire ainsi les dommages causés aux panneaux d'isolation.

Le réchauffage peut être une option à explorer dans le cas du bitume; des outils simples tels que des 'grattoirs' peuvent ensuite être utilisés pour enlever la colle ou les résidus de toiture. Il n'existe pas d'outils spécifiques pour l'instant, mais avec un peu de créativité, certains types de saletés sur un panneau d'isolation peuvent être enlevés avec les outils existants.

Test de différents paramètres

Au cours de la recherche de thèse, des échantillons de laine de roche isolante ont été prélevés sur six toits plats sélectionnés, dont l'âge variait de 12 à 28 ans. Les plaques provenaient de toits en béton et de planchers de toit en tôle d'acier profilée, également connus sous le nom de 'steel deck'. On a testé leur densité, leur conductivité thermique, leur imperméabilité, leur compressibilité et leur résistance au poinçonnement. Deux aspects n'ont pas été examinés au cours de l'étude: la résistance au feu et la présence éventuelle de composants nocifs dans les matériaux d'isolation.

Dommages sur les matériaux d'isolation: inspection visuelle

L'inspection visuelle des différents échantillons a révélé que la majeure partie des dommages concernaient la couche supérieure de l'isolant en laine de roche. Outre des restes de roofing et de colle, Acar a remarqué plusieurs perforations causées par la fixation des panneaux.

Densité et performance thermique de l'isolation en laine de roche

Les résultats des tests ont montré que la densité et les performances thermiques de l'isolation en laine de roche restent stables dans le temps. Aucun des panneaux isolants en laine de roche testés n'a montré de signes de dégradation. En collaboration avec Buildwise, et dans le cadre d'un projet en cours, des mesures de la valeur lambda ont été effectuées. Les résultats sont prometteurs. Aucun des échantillons testés n'offrait une moins bonne isolation que ce qui est prescrit pour les isolants en laine de roche nouvellement produits. Pas même la plus ancienne isolation en laine de roche d'acier, vieille de 28 ans.

Compressibilité et résistance au poinçonnement

Les performances mécaniques sont légèrement plus sensibles à la dégradation et dépendent principalement de l'âge, de l'endommagement de la couche supérieure, du type et du nombre de couches de densité dans la dalle en laine de roche. En termes de compressibilité et de résistance au poinçonnement, respectivement 43% et 33% des dalles en laine de roche testées ne satisfont pas à la norme minimale actuelle. Les deux méthodes d'essai ont été testées sur les faces intérieures et extérieures des dalles en laine de roche collectées. Fait remarquable: la compressibilité des deux côtés de la dalle isolante s'est avérée similaire, ce qui permet théoriquement de la réutiliser dans le sens inverse sans perte de performance mécanique.

Résultats décevants du test d'absorption d'eau

Dans la plupart des cas, les échantillons ont encore des propriétés isolantes, mais les tests montrent que l'imperméabilité à l'eau diminue considérablement avec le temps. 62% de tous les échantillons testés sont défaillants et absorbent l'eau.

Il existe également des différences majeures entre les dalles de laine de roche installées sur un support en acier et l'isolation d'une toiture en béton. En raison du profilage du steeldeck, on a pu observer un motif d'absorption d'eau sur la face intérieure des panneaux d'isolation.

Des tests supplémentaires ont montré que les zones exposées à l'air absorbaient en moyenne 4,6 fois plus d'eau que celles situées sur le profilage steeldeck.

Réaffectation de l'isolation usagée

Il faut faire preuve de créativité et sortir des sentiers battus, mais il existe effectivement des applications qui permettent de donner une nouvelle vie aux anciens panneaux d'isolation. Par exemple, un vieil isolant peut être utilisé comme sous-couche en combinaison avec une nouvelle couche d'isolant par-dessus, il peut servir d'isolant de sol ou être utilisé dans des applications sèches telles que les planchers intermédiaires et les murs intérieurs, car la vieille laine de roche absorbe beaucoup plus d'eau. Toutefois, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étudier les applications de réemploi des différents types d'isolation.

Qu'est-ce que j'y gagne?

Lors de la démolition d'un toit, les panneaux d'isolation finissent dans un conteneur, qui est ensuite récupéré par une autre partie. Ces coûts sont facturés par l'entrepreneur au client. 

La question à un million: le jeu en vaut-il la chandelle? Pourquoi un couvreur ou un démolisseur se donnerait-il la peine d'enlever les panneaux d'isolation avec la plus grande précision lors du démantèlement d'un bâtiment? Et tout aussi important: pourquoi un architecte prescrirait-il des matériaux de réemploi dans sa conception? Qu'en est-il du maître d'ouvrage? Peut-on le convaincre du potentiel d'économie associé au réemploi d'anciens matériaux d'isolation?

Amélioration de l'image et réduction des coûts

L'avenir est circulaire. La construction et la rénovation durables deviennent la norme. Si une entreprise de couverture ou de démolition veut être prête pour l'avenir, elle n'a pas d'autre choix que d'être et de rester au courant des différentes évolutions du secteur. La réutilisation de l'isolation n'en est encore qu'à ses débuts pour certains matériaux, mais il ne fait aucun doute que nous ne pourrons plus continuer à tout jeter gratuitement à la décharge ou à l'incinérateur.

"Prenons l'exemple de Huismus, un entrepreneur gantois qui travaille avec des matériaux de réemploi, dont l'isolation. Par l'intermédiaire de sa plateforme de récupération en ligne Trovo, il collecte l'isolation et la met à disposition pour le réemploi."

Selon l'étude d'Acar, si vous voulez vous présenter comme une entreprise progressiste et soucieuse de l'environnement, cela vaut la peine de donner une seconde vie aux matériaux usagés dans un bâtiment. C'est donc également valable pour l'isolation. 

Il est important de noter que la construction durable a également trouvé un écho favorable auprès des clients et des consommateurs, et que les valeurs qui la sous-tendent joueront un rôle de plus en plus important dans le choix d'un architecte et d'un entrepreneur possédant des compétences spécifiques.

Si vous voyez le potentiel et êtes convaincu que vous pouvez apporter une valeur ajoutée de cette manière, il existe des entreprises qui viennent récupérer gratuitement les panneaux et les remettent à la disposition du marché de la construction. Vous envisagez un nouveau modèle d'entreprise et vous disposez d'un espace de stockage suffisant? Récupérez l'isolation, stockez-la et réutilisez-la pour d'autres applications sur d'autres chantiers.

Il convient de noter que, pour l'instant, il n'y a pas de réponse claire à la question de savoir qui est le propriétaire effectif de ce que l'on appelle les 'déchets de démolition'. Jusqu'à nouvel ordre, les matériaux restent la propriété du maître d'ouvrage. Il est toutefois possible de conclure des accords à ce sujet ou de faire établir par contrat qui est/sera le propriétaire.

Acquérir de l'expertise

Les entreprises de couverture et/ou de démolition qui ont pris le train en marche sont promises à un bel avenir. En effet, plus les entrepreneurs acquièrent tôt de l'expertise, plus ils prennent de l'avance sur leurs collègues. En effet, la récupération de matériaux nécessite du temps et des compétences spécifiques en matière de préparation, d'évaluation et d'(e ré)installation.

Selon Opalis, une initiative de Rotor vzw - une association active dans le domaine du réemploi des éléments de construction depuis 2005, par le biais de recherches, de projets d'intérieur avec des matériaux réutilisés et de diverses collaborations avec des architectes, des entrepreneurs et des propriétaires de bâtiments - l'expérience et les compétences acquises permettent à une entreprise d'offrir divers 'nouveaux' services: des solutions pour le démantèlement, la rénovation et/ou la construction durable, des conseils sur le réemploi des matériaux ou même un positionnement en tant qu'expert en matière de construction durable. Selon l'association, cela peut se traduire par de nouvelles sources de revenus et un avantage concurrentiel.

Anticiper les développements futurs

Personne ne sait comment la réglementation va évoluer. Toutefois, les pratiques circulaires devraient jouer un rôle de plus en plus important dans la législation future. Les entreprises qui investissent aujourd'hui dans le développement durable seront mieux positionnées dans un paysage réglementaire en mutation.

La recherche n'est pas terminée

Les recherches d'Acar se poursuivent. Pour recueillir encore plus de données et étayer ses affirmations, il recherche de nouveaux cas où des toits sont démolis pour être reconstruits ou bien font l'objet d'une démolition. Il s'intéresse à la fois aux isolants synthétiques et aux isolants minéraux.

Contactez-nous directement pour une prise échantillon

L'objectif est, d'une part, de mieux comprendre le vieillissement naturel des matériaux d'isolation des bâtiments. D'autre part, de développer à terme des méthodes d'essai accessibles et faciles à utiliser pour évaluer rapidement l'état des matériaux d'isolation.

Réemploi de panneaux PU: les premiers résultats indiquent un grand potentiel
Gentiel Acar continue d'étudier quels types d'isolants pourraient être réutilisés. Les premiers résultats de ses expériences avec l'isolation en PU sont déjà prometteurs.

"Les panneaux isolants en PU (PIR et PUR) sont rigides et peuvent être facilement empilés. Ils sont plus légers en densité qu'un panneau de laine de roche provenant d'un toit plat et plus stables. De tous les matériaux d'isolation courants, ce sont eux qui ont les meilleures propriétés thermiques, ce qui signifie qu'ils peuvent encore offrir de bonnes performances thermiques même s'ils sont quelque peu dégradés. Maintenant, c'est à moi d'utiliser cette recherche pour étayer les valeurs qui peuvent être utilisées dans un scénario de réemploi".

À lire également:
Une isolation parfaitement utilisable sauvée de l'incinérateur
Guide à l'attention des couvreurs, le réemploi en pratique d'Opalis

Gentiel Acar est chercheur à l'UGent et superviseur dans le domaine de la physique du bâtiment depuis 2023. Il encadre également des mémoires de master et de bachelier portant sur les matériaux d'isolation, avec un accent particulier sur leur réutilisation. Outre le NBN Sustainability Award, Acar a remporté le prix Frank Goes de SECO et s'est classé deuxième aux ie-net awards pour les ingénieurs.