L’argile expansée – un matériau d’isolation et de construction flexible

L’argile expansée est un matériau isolant inorganique qui possède une structure poreuse à l’intérieur. La capacité d’isolation thermique de l’argile expansée est limitée, mais elle possède d’excellentes propriétés d’isolation thermique et acoustique. Ce matériau est principalement utilisé pour l’isolation des cavités et comme additif dans d’autres matériaux de construction.

L’argile expansée est l’un des matériaux isolants traditionnels. Il a été mis au point aux États-Unis en 1917 et y est toujours appelé « Haydite », du nom de son inventeur, S. J. Hayde. en France, l’argile expansée est produite depuis 1955. Sur le marché Français de l’isolation, l’argile expansée ne joue qu’un rôle mineur ; sa part de marché est restée inchangée à environ 1 % depuis des années. Comme la perlite, l’argile expansée n’est pas seulement utilisée comme matériau isolant distinct, mais aussi comme agrégat dit léger dans d’autres matériaux de construction, dont elle optimise la stabilité et les propriétés d’isolation thermique. L’argile expansée n’est pas identique au béton mousseux ou cellulaire.

De quoi est faite l’argile expansée ?

L’argile expansée est une argile à faible teneur en calcium qui contient des composants organiques finement et uniformément répartis et provient des sédiments des mers jurassiques. Des gisements exploitables existent tant en France que dans les pays voisins. Les additifs synthétiques et les agents chimiques de formation de pores ne sont pas utilisés dans la production d’argile expansée. Dans certains cas, du lignosulfonate – un résidu de la production de papier – ou de l’oxyde de fer sont ajoutés à la masse d’argile comme agents d’expansion.

Comment l’argile expansée est-elle produite ?

L’argile brute est mélangée à de l’eau, broyée, éventuellement granulée par ajout d’oxyde de fer et cuite à des températures d’environ 1 200 °C dans un four rotatif. Les composants organiques de l’argile sont brûlés au cours du processus. Dans le même temps, le matériau de cuisson absorbe le dioxyde de carbone, ce qui entraîne l’expansion de l’argile sous forme de petites boules. Le volume de la matière première est ainsi multiplié par cinq environ. Le cœur des billes d’argile expansée présente une surface frittée et des pores fins et fermés. L’argile expansée finie est résistante au gel et à l’eau, à la pression et aux acides ou alcalis.

Comment l’argile expansée entre-t-elle dans le commerce ?

L’argile expansée en vrac (granules) est généralement produite jusqu’à une granulométrie maximale de 16 mm, le diamètre des perles d’argile expansée dans d’autres matériaux de construction varie de quelques mm à 4 cm. Il est vendu comme isolant en vrac, comme additif de construction ou comme ingrédient déjà traité d’autres matériaux de construction. Pour une isolation thermique explicite, il est utilisé comme isolant en vrac. 50 litres d’argile expansée coûtent environ 18 euros.

Fabricants d’argile expansée

Il existe un plus grand nombre de producteurs d’argile expansée en France et en Europe, qui produisent généralement une gamme plus étendue de matériaux de construction et d’isolation.

Quelles sont les propriétés isolantes de l’argile expansée ?

Les matériaux d’isolation modernes ont une conductivité thermique ( ? – Lambda) bien inférieure à 1 W/mK (Watt par mètre x Kelvin). Avec une conductivité thermique de 0,1 à 0,18 w/mK, l’argile expansée se situe absolument dans le bas de l’échelle. En comparaison, les performances d’isolation de la laine minérale (laine de roche et laine de verre) et de l’/EPS – les matériaux isolants les plus courants en France – se situent entre 0,032 et 0,045 W/mK. Toutefois, l’effet isolant limité du matériau est compensé par d’excellentes propriétés d’isolation sonore et thermique.

L’argile expansée est un matériau qui convient comme matériau isolant autonome et comme additif dans d’autres matériaux de construction. Les propriétés limitées d’isolation thermique sont compensées par d’excellentes capacités d’isolation thermique et acoustique.

Matériau d’isolation principale ou isolation complémentaire ?

La question de savoir si et dans quelle mesure l’argile expansée convient comme matériau d’isolation, si elle doit servir d’additif dans d’autres matériaux de construction ou si elle est utilisée en combinaison avec d’autres isolants thermiques, ne peut être décidée qu’au cas par cas.

Argile expansée dans les systèmes de murs intégrés

L’argile expansée est bien adaptée aux systèmes de murs intégrés, qui sont utilisés par exemple pour la construction de maisons préfabriquées. Ici, il optimise les propriétés d’isolation ainsi que les propriétés de protection contre le bruit et la chaleur du matériau de construction proprement dit, mais l’isolation du bâtiment est prise en charge par d’autres matériaux. Par exemple, le fabricant Gisoton annonce une performance d’isolation de 0,13 à 0,18 W/mK pour ses systèmes muraux à base d’argile expansée, en fonction de l’épaisseur du mur et de la protection des flancs (sans isolation supplémentaire), ainsi qu’un effet d’isolation acoustique compris entre 55 et 68 dB (décibels).

Normes NF, classes de matériaux de construction, EnEV

La norme européenne NF EN-13501-1 classe l’argile expansée comme un matériau incombustible et par conséquent comme un matériau de construction A1 (incombustible, sans proportion de matériaux combustibles). L’isolation à grande échelle sous une forme économique n’est pas réalisable avec l’argile expansée sur la base des spécifications de la loi française. Pour atteindre le coefficient de transfert thermique (valeur U) de 0,24 W/(m²K) spécifié dans la loi française 2014, une épaisseur d’isolation de 72 cm serait nécessaire.

Avantages de l’isolation thermique en argile expansée

Malgré son faible pouvoir isolant global, l’argile expansée est souvent utilisée pour remplir et isoler les vides dans les toits, les pentes de toit et les sols. Les avantages de ce matériau de construction et d’isolation sont les suivants :

• Faible densité apparente : charge pondérale minimale sur la structure du bâtiment avec une résistance à la compression et une stabilité globale élevée.
• Structure du matériau à action capillaire et à diffusion ouverte : l’argile expansée est capable d’absorber l’humidité, de la répartir uniformément et de la libérer vers l’extérieur, ce qui joue un rôle essentiel pour l’isolation des toits et des cavités.
• Durabilité : l’argile expansée résiste au gel et à l’humidité, ne peut être attaquée par la vermine ou les moisissures et ne pourrit pas.
• Naturel et respectueux de l’environnement : l’argile expansée est un matériau naturel qui ne nécessite pas d’additifs synthétiques. Aucun résidu ou déchet de production n’est produit lors de sa fabrication. Aujourd’hui, les zones d’extraction de l’argile brute sont généralement remises en culture de manière écologique.
• Excellentes propriétés d’isolation thermique et acoustique.
• Non polluant et recyclable.

Inconvénients de l’isolation en argile expansée

Les inconvénients de l’isolation en argile expansée sont :

• Faible performance d’isolation.
• Inefficacité relative : pour les grandes surfaces d’isolation, il n’est généralement pas possible d’utiliser l’argile expansée de manière économique, en raison de l’épaisseur minimale d’isolation requise par la loi française et du prix de base relativement élevé du matériau. Cependant, les exigences spécifiques de l’application de l’argile expansée jouent également un rôle ici : l’incombustibilité, le respect de l’environnement et la forme granulaire de la substance peuvent certainement être des facteurs décisifs dans le choix de l’argile expansée comme matériau isolant. Dans le cadre des systèmes muraux à base d’argile expansée, le faible pouvoir isolant de l’argile expansée est compensé par les propriétés du système des constructions.
• Un bilan énergétique non optimal : en raison du processus de cuisson, des quantités relativement importantes d’énergie primaire sont nécessaires pour la production d’argile expansée. Les propriétés isolantes du matériau ne compensent pas cette consommation d’énergie.

Utilisation de l’argile expansée pour l’isolation thermique

En dépit de ses performances limitées en matière d’isolation, l’argile expansée peut être utilisée dans de nombreux cas pour l’isolation thermique explicite ainsi que pour l’isolation phonique et thermique :

• Isolation en vrac du plafond du dernier étage : En raison de sa capacité de charge, l’argile expansée convient pour isoler le plafond du dernier étage, même s’il est destiné à être piétiné. Dans le cas d’une toiture non isolée, un tel plancher constitue en même temps la couche isolante du bâtiment qui se ferme en haut. En option, une telle isolation de remplissage avec de l’argile expansée peut être complétée et optimisée par une autre isolation.
• Isolation des cavités avec de l’argile expansée : Ce type d’isolation thermique est principalement utilisé dans les rénovations pour isoler ensuite les cavités existantes. Dans certains cas, cette méthode est également appelée remplissage d’argile expansée. Il est utilisé pour les espaces creux dans les murs, les sols et les toits. Ce type d’isolation de cavité en argile expansée convient également à l’isolation des murs extérieurs, par exemple dans la maçonnerie à double coque.

Utilisation de l’argile expansée comme matériau de construction

L’argile expansée est utilisée comme matière première ou comme agrégat léger pour divers matériaux de construction ; ses propriétés d’isolation thermique et acoustique jouent également un rôle.

• Béton léger structurellement dense : ce matériau de construction est disponible sur le marché à la fois sur une base d’argile expansée et avec des ajouts de schiste expansé, de verre expansé ou de pierre ponce naturelle. Il permet d’obtenir une résistance et une durabilité très élevées. Le béton léger structurellement dense est utilisé pour les structures en béton armé et précontraint de toutes les classes d’exposition, y compris les ponts ou les structures offshore.
• Argile légère expansée : Ce matériau de construction est utilisé d’une part comme matériau de remplissage et d’isolation pour l’isolation des murs extérieurs, et d’autre part pour la construction de murs complets en argile légère.
• Blocs de construction en béton expansé : Les blocs de béton expansé sont fabriqués à partir de béton dit léger, qui peut être composé d’une certaine proportion d’argile expansée – qui varie selon le fabricant, le lot et les propriétés souhaitées du matériau. Les espaces d’air entre les billes d’argile expansée augmentent la capacité d’isolation thermique de ces briques jusqu’à 20 %, et l’argile expansée améliore également leurs propriétés d’isolation sonore et thermique. Les blocs d’argile expansée sont utilisés pour les murs intérieurs porteurs et non porteurs ainsi que pour les sous-sols. Dans la construction de murs à simple paroi, ces briques légères sont considérées comme la combinaison optimale d’isolation acoustique et thermique. Dans certains cas, ils sont utilisés sans autre isolation thermique, dans d’autres, ils sont dotés d’un noyau isolant en laine minérale ou en polystyrène.

• Utilisation de l’argile expansée dans divers types de mortiers (8,29 € chez Amazon*) : Des billes d’argile expansée d’un diamètre allant jusqu’à 4 mm sont souvent ajoutées à divers types de mortiers (maçonnerie, plâtre et mortier de chape) pour améliorer leurs propriétés d’isolation phonique et thermique.
• Utilisation dans les matériaux de construction combinés : En outre, l’argile expansée est également utilisée dans divers matériaux de construction plus récents. Par exemple, une combinaison d’argile expansée et de verre expansé ou de verre mousse présente de très bonnes propriétés d’isolation thermique grâce aux composants en verre, tandis que l’argile expansée optimise l’isolation acoustique et thermique.
• Utilisations comme matériau de remplissage et de drainage : Les granulés d’argile expansée non transformés et non traités servent souvent de matériau de remplissage meuble pour les toits verts, l’hydroponie et le drainage.

Efforts de recyclage et de déconstruction de l’argile expansée

L’argile expansée est fondamentalement recyclable. Il peut, entre autres, être broyé en sable ou utilisé comme matière première recyclée pour le mortier et le béton léger. L’effort de déconstruction pour les granulés d’argile expansée en vrac est faible.

Aspects sanitaires

L’utilisation de l’argile expansée ne présente aucun risque ou danger pour la santé. Toutefois, le travail avec ce matériau peut entraîner un contact avec des poussières fines. Par conséquent, il convient de respecter les réglementations pertinentes en matière de santé et de sécurité au travail. Pour les professionnels du bâtiment et les artisans du bâtiment, il est recommandé de porter une protection respiratoire lors de l’utilisation de l’argile expansée.

L’argile expansée est polyvalente en tant que matériau isolant et en tant que matériau de construction à effet isolant. En combinaison avec d’autres matériaux d’isolation, il convient également aux systèmes de murs intégrés utilisés pour les maisons préfabriquées, par exemple.

Autres articles en relation :

Perlite : le grand tour d’horizon La cellulose – puissante, peu coûteuse, respectueuse de l’environnement Calculer la valeur U des éléments de construction en acier Laine de roche – pour une isolation thermique rentable et efficace L’enduit thermique comme isolant thermique à l’intérieur Panneaux d’isolation en fibres de bois – une isolation thermique efficace et des applications flexibles L’isolation au-dessus des chevrons – complexe, mais particulièrement efficace Isolation avec des roseaux – naturelle, écologique, efficace L’isolation par soufflage : rapide, efficace et rentable Isolation par la paille – la solution d’isolation naturelle pour les constructions légères Isolation intérieure des murs extérieurs – pertinente pour les rénovations de monuments et de bâtiments anciens Amélioration de l’isolation thermique des sols dans les bâtiments anciens