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30.01.20 La laine de roche, la fibre minérale venue tout droit des volcans

La laine de roche, la fibre minérale venue tout droit des volcans

Dans la famille des laines minérales, je voudrais la laine de roche ! Celle qu’on appelle aussi laine de pierre en Suisse, est un matériau isolant issu de l’activité volcanique. Ses performances en matière de thermique, de réaction au feu ou encore d’acoustique en font un matériau particulièrement apprécié dans les secteurs de la construction et de l’aménagement. Pour mieux connaître cette fibre d’origine minérale, La Vie en Pierre vous dit tout sur son origine, sa fabrication, ses utilisations et ses multiples performances.

La laine de roche est un isolant fabriqué à partir d’une roche volcanique, le basalte. C’est ce qui explique l’installation de l’usine Rockwool, l’un des fabricants français de laine de roche, à Saint-Éloy-les-Mines, à proximité des volcans d’Auvergne. Son responsable du processus de fusion, Romain Mathieu, tient d’ailleurs à nous rappeler l’origine de la laine de roche : « Les volcans peuvent produire des flux de lave très fluides et lorsque le vent souffle dessus, cela crée des sortes de fibres. Au début du 20e siècle, l’Homme s’est donc dit qu’on pouvait faire de la fibre à partir de la lave. Il avait aussi observé que le laine de mouton pouvait très bien isoler. Il a donc décidé de reproduire la nature. » Ces fibres de laves sont aussi appelées cheveux de Pélé : « C’est le nom de la déesse hawaïenne du feu et des volcans qui se serait mise en colère et se serait arraché les cheveux. Selon la légende, ces cheveux auraient alors été retrouvés sur les flancs du volcan Kilauea. »


Crédit photo : Rockwool

Des matières premières bien spécifiques

Le basalte, cette roche volcanique noire, est donc la principale matière première permettant de produire de la laine de roche. Mais les industriels utilisent aussi du laitier de haut-fourneau. Celui-ci est intéressant pour sa composition chimique. Il libère aussi moins de gaz à effet de serre lorsqu’il est chauffé. Un allié intéressant pour Romain Mathieu : « Ce laitier permet d’abaisser la température de fusion pour consommer moins d’énergie. » Mais il a fallu encore diversifier les matières premières pour répondre à des contraintes chimiques : « On a dû rajouter une source de magnésium, de la dolomie, pour améliorer la résistance au feu. On a aussi apporté de l’alumine pour la bio-solubilité. C’est comme une recette de gâteau qui permet d’obtenir une certaine composition chimique. »

Un processus de fabrication bien rôdé

L’élaboration de la laine de roche démarre par fusion des matières premières dans un four chauffé au coke appelé cubilot à près de 1500°. Une étape que supervise quotidiennement Romain Mathieu au sein des usines Rockwool : « Il faut imaginer un gros tube en métal dans lequel vous mettez par le haut du coke et les matières premières. Elles vont descendre jusqu’aux tuyères, une sorte de sèche-cheveux qui souffle un vent chaud. Constitué d’oxygène, c’est ce vent chaud qui va permettre la combustion du coke qui va libérer l’énergie nécessaire à la fusion ». Sur le site de Saint-Éloy-les-Mines, Rockwool utilise deux cubilots mais également un four électrique qui, bien que moins flexible à l’usage, permet d’émettre moins de CO2.

Le matériau liquide qui sort du cubilot est une lave de basalte qu’on appelle le melt. Cette matière doit encore être centrifugée, soufflée et extrudée. C’est, comme nous l’explique Romain Mathieu, le rôle des spinners : « Ce sont des roues métalliques qui tournent à haute vitesse et qui permettent avec l’injection d’air la formation des fibres auxquelles on ajoute un liant organique. » Les fibres, une fois constituées, sont enrobées de résine et d’une huile d’imprégnation, puis polymérisées dans une étuve pour obtenir un produit stable et hydrophobe.


Crédit photo : Rockwool

Différentes formules pour différents usages

Lorsqu’on a obtenu les fibres, on peut jouer sur les épaisseurs, les compressions. Avec des formes différentes, les industriels obtiennent ainsi des comportements mécaniques différents. Romain Mathieu nous en donne quelques exemples : « Pour des plafonds suspendus, on aura des fibres plus grosses avec une meilleure absorption acoustique. Inversement, pour de l’isolation thermique avec de la laine soufflée par exemple, on aura davantage de vide entre les fibres. Pour des produits d’isolation de toiture, on va jouer sur la teneur en liant. »

Ce sont ensuite différentes formes de produits qui sont proposées aux clients. C’est ce que détaille Mathieu Biens, le directeur marketing de Rockwool : « Il y a la laine de roche en granulés ou flocons qu’on appelle aussi laine à souffler. C’est ce qui est utilisé notamment pour l’isolation des combles avec une mise en œuvre très rapide. La 2e forme, ce sont les rouleaux qui peuvent également être déployés notamment dans des combles. Et la 3e forme, la plus importante, ce sont les panneaux de 1m ou 1m20 de large. Ils sont particulièrement utilisés pour l’isolation des toitures, les combles ou encore les façades. »

Les 7 forces de la roche

Chez Rockwool, on définit la singularité de ce produit à travers les « 7 forces de la roche ». Ce sont les différents domaines dans lesquels le matériau est particulièrement performant ou avantageux. C’est d’abord un excellent isolant thermique qui permet d’isoler toitures, murs, sols et cloisons, hiver comme été. Son secret, le grand nombre de cellules d’air concentré dans sa structure.

Pour Mathieu Biens, ce qui fait la différence avec d’autres produits, c’est surtout sa résistance au feu : « C’est un matériau qui est incombustible. » Avec la laine de roche, pas d’inflammation, pas de propagation du feu et aucune fumée toxique.

On apprécie aussi le matériau pour ses performances acoustiques : « Notre produit travaille sur deux angles. Il y a l’absorption des sons qui limite le phénomène de résonnance, et l’isolation acoustique qui évite la propagation du son de l’extérieur vers l’intérieur ou entre deux pièces. »

Vient ensuite l’aspect circularité du matériau : « Aujourd’hui, nous n’avons pas de déchets de laine de roche qui sortent de nos usines. Tous nos déchets de production repartent dans le processus de fabrication pour recréer du matériau. Et nous faisons aussi en sorte de récupérer les restes de produits sur les chantiers pour les réintégrer dans le circuit. »

Mathieu Biens souligne aussi la robustesse du matériau : « C’est un produit relativement dense avec des masses volumiques comprises entre 30 et 150 kg/m3. Quand nous retournons sur des chantiers anciens, nous nous apercevons que les performances restent les mêmes. Le produit a aussi une très bonne stabilité dimensionnelle. »

Le comportement à l’eau de la laine de roche est intéressant : « Nous obtenons un produit à la fois non-hydrophile et qui n’absorbera pas l’eau. C’est important sur un chantier ou pendant la durée de vie d’un bâtiment pour ne pas avoir de problème en cas d’humidité. »

Enfin, le matériau n’attire pas les insectes ou les petits rongeurs. Il offre en effet une bonne résistance à des nuisibles comme les termites : « La laine de roche n’apporte pas de matière nutritive à ces insectes ou ces rongeurs. Elle ne participe donc pas à leur prolifération dans le bâtiment ».

Les débouchés du matériau

Avec autant de qualités, les débouchés commerciaux du matériau sont évidemment nombreux. Il est naturellement très prisé dans le secteur de la construction comme le confirme Mathieu Biens,: « Nous sommes dans le monde du bâtiment sur quasiment toutes les applications aussi bien pour de l’isolation pour l’extérieur que pour de l’isolation par l’intérieur, aussi bien en neuf qu’en rénovation. » Le comportement au feu de la laine de roche la rend particulièrement attractive sur certains secteurs : « On a un marché naturel un peu plus important sur les bâtiments qui ont des contraintes incendies plus importantes comme les ERP (Établissements recevant du public). » La laine de roche trouve sa place partout : planchers, plafonds, combles, murs, façades.


Crédit photo : Rockwool

Des précautions d’usage sont de mises (comme tout produit !)

Depuis 2001, l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a exonéré la laine de roche de tout classement cancérogène la qualifiant de fibre qui « ne peut être classée quant à sa cancérogénicité pour l’Homme ». Mais le principe de précaution prévaut et il reste recommandé de mettre au moins un masque et des gants pour la manipuler et éviter ainsi toute irritation.

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