Une brève histoire de l'isolation (4/10)

Rédigé par Hubert LEMPEREUR
Publié le 13/12/2016

Article paru dans le d'A n°250

Épisode 4/10 : L'air et la matière
Le précédent épisode du feuilleton a laissé l’industrie verrière à un moment-clé : celui où elle s’affaire à développer conjointement des doubles vitrages et des laines de verre. De fait, au début des années 1930, l’idée d’emprisonner de l’air entre les vitrages, mais aussi entre les parois des murs et dans les matériaux eux-mêmes, rencontre une adhésion grandissante. Et c’est ce mouvement que les industriels du verre, de la céramique, de la maçonnerie et du bois, accompagnent sous des formes très diverses. Peu ou pas relevée par l’historiographie, cette réalité physique nouvelle du bâti est pourtant l’une des révolutions techniques majeures de l’architecture moderne.

En soi, lier air et matière n’est pas une idée neuve en architecture. Les bénéfices à en tirer ont par exemple déjà été approchés par John Soane et son concept de « couche d’air » à la fin du XVIIIe siècle. Plus en amont encore, les habitations parisiennes, à l’instar de beaucoup de bâtiments préindustriels, ont été réalisées pendant plus de mille ans avec des matériaux qui « respirent » : leur construction en bois, plâtre, chaux et pierre calcaire se pose en championne de la « porosité », profitant d’une sorte d’autorégulation hygrothermique et simultanément d’une inertie et d’une résistance thermique plus qu’honorables.

L’introduction croissante de matériaux industriels sur catalogue ne signe pas forcément la fin de ces logiques. Dans l’entre-deux-guerres, des produits comme les briques Charbonnier et Lean, ou encore les blocs en béton Thermo-Knapen, en représentent même un prolongement qui se veut scientifique, dans la lignée du cavity-wall pratiqué dans la Grande-Bretagne de la Révolution industrielle et en Europe du Nord. L’ingénieur belge Achille Knapen, durant les trois premières décennies du siècle, produit d’innombrables textes et conférences sur l’hygrométrie du bâti, inventant des systèmes constructifs combinant une bonne résistance thermique et une aération des murs qualifiée de naturelle, différentielle, automatique ou permanente. Ses blocs à perforations verticales de section décroissante vers l’extérieur, pompeusement décrits comme « athermanes à vides chromatiques », jouissent d’une grande reconnaissance. C’est à propos de tels systèmes que l’ingénieur-architecte Édouard Arnaud, professeur à l’École centrale et l’École des beaux-arts, emploie l’expression de « mur à isolements d’air » dans son Cours de constructions civiles.

A contrario, le développement du verre, matériau « pur » et « étanche » par excellence, dont le rôle en façade tend à l’hégémonie, conduit à un nouveau type de fermeture du bâti. Dans l’absolu, isoler l’habitant revient désormais à l’abriter sous une cloche de verre, en tâchant de maîtriser les indispensables correctifs de chauffage, ventilation et refroidissement. Mais, même dans cette nouvelle physique du bâtiment, le principe d’isolation par l’air demeure opérant, avec l’idée de doubler la paroi vitrée, soit en y emprisonnant de l’air sec, fermé à « l’atmosphère » – comme on dit alors – environnante (principe du double vitrage), soit en y faisant circuler de l’air chaud ou froid (principe du mur neutralisant). Lorsque l’architecte André Hermant, alors directeur technique de L’Architecture d’aujourd’hui, traite dans ses notes des années 1930 d’« isolation par le verre », il précise que, sauf exception, c’est bien l’air qui joue le rôle d’isolant actif entre les parois vitrées1.

Ainsi, que ce soit entre les vitrages de la fenêtre, du pan de verre, à l’intérieur des briques et des pavés de verre, ou entre des parois pleines, la logique d’isolation par l’air semble devoir triompher. Cette incorporation supplante les anciens dispositifs d’habillage intérieurs – lambris, tentures, etc. – qui jouaient principalement sur l’effusivité des matériaux pour parer à la sensation de paroi froide. Une des mises en œuvre les plus littérales et précoces de ce principe en France est celle accomplie par les frères Perret pour les façades des immeubles Maurice Lange et de la rue Raynouard. Les remplissages « à parois multiples » y sont composés d’un revêtement de pierre ou de béton en faible épaisseur, puis de deux doublages successifs en carreaux de plâtre délimitant deux étroits « matelas d’air » internes. Grâce à ces dispositions associées aux fenêtres « à double vitre », plus de chauffage central, mais, de façon très nouvelle, de simples émetteurs électriques individuels.

Entre décembre 1931 et avril 1932, au moment où ces immeubles sont livrés, L’Architecture d’aujourd’hui publie une étude scientifique en quatre épisodes sur « L’isolation thermique du bâtiment », en grande partie consacrée aux « lames d’air ». Ces textes, d’un accès ardu, illustrent l’important écart entre le corpus expérimental cité, vieux parfois de plus d’un demi-siècle, et ses applications architecturales. Ils contredisent également l’opinion courante en minorant, sauf pour les fenêtres, l’intérêt de la lame d’air, du fait des phénomènes de convection et de rayonnement qui s’y produisent. En juillet 1945, une nouvelle étude sur cette question, « Chauffage et isolation », parue dans La Construction moderne, aboutit à recommander dans les parois pleines l’usage de matériaux isolants plutôt que celui du matelas d’air et, à défaut, confirme la nécessité de restreindre son épaisseur, à 1 cm.

Plus efficace que les lames d’air, bien que plus coûteux, s’impose ainsi l’usage de ces matériaux fibreux, poreux ou cellulaires, que l’on désigne désormais sous le nom commun d’« isolants ». Ils répondent à deux règles fondamentales : « le pouvoir isolant d’un matériau est d’autant plus grand qu’il contient d’air » et « les corps les plus isolants [sont] constitués par des cellules indépendantes les plus petites possibles2 ». S’ils apparaissent durant la seconde moitié des années 1920 dans les revues d’architecture et de construction, d’abord liés à l’acoustique, avec par exemple l’évocation de sous-couches de revêtement de sol en liège, leur aspect thermique y est également approché au travers d’expériences étrangères : L’Architecte décrit ainsi les parois de « mâchefer avec isolant de liège » de la radicale « maison à galeries » livrée en 1929 par Paul Heim et Albert Kempter au sein du Werkbund de Breslau. Mais, dès sa naissance, c’est L’Architecture d’aujourd’hui, aux ambitions internationales, qui aborde enfin de front la question des isolants, avec deux enquêtes sur les matériaux, en novembre et décembre 1930, puis sur la fenêtre.

Nombre d’architectes retenus par la postérité répondent au questionnaire, livrant un précieux état de leurs connaissances et attentes. Presque tous entendent différencier les fonctions de stabilité, d’isolation thermique et d’écran contre les intempéries. En préférant, selon la subtile différenciation opérée par Henri Bresler, le bâtiment « vertébré » à ossature, au « crustacé » à murs porteurs, les lecteurs de L’Architecture d’aujourd’hui privilégient une paroi isolante conçue comme un remplissage, à réaliser en « corps creux » ou surtout en matériaux légers et « aérés ». Il est presque émouvant de lire ces architectes français, mais aussi venus d’Allemagne, de Pologne ou même des États-Unis, deviser sur l’avenir des isolants avec une terminologie confuse : « matériaux nouveaux calorifuges », « calorifiques », « isothermiques » ou « isothermes ». Il faut dire que, pendant les quelques courtes années qui précèdent le deuxième conflit mondial, ils sont confrontés à une offre vertigineuse de feutres, panneaux, caissons, blocs, hourdis, à prétention isolante, qui envahissent les pages des revues en « une période difficile […] où la recherche des économies à réaliser se poursuit sans trêve3 ». Et comme le clame alors une publicité : « Si l’isolation est aujourd’hui de doctrine courante, encore faut-il choisir son matériau ! »

En l’occurrence, réalisé en fibres de conifère, le panneau « TenTest » que vante cette réclame appartient à une des familles d’isolants les plus prometteuses : celle à base organique. Leur emploi est ancien : le liège était présent dans les chambres froides des halles de Baltard et dans les cales des bateaux, conservation des marchandises et incombustibilité obligent. Quant aux systèmes exploitant canne à sucre, bambou, roseau, paille ou varech, ils renvoient à des traditions immémoriales, renouvelées par l’industrie. Simultanément, les dérivés du bois – agglomérés de fibres de bois, panneaux en « pulpe de bois expansée », etc. – sont susceptibles de séduire les modernistes par leur possible référence à la construction américaine à ossature dite « balloon-frame ». Celle-ci constitue en effet un des modèles de la préfabrication naissante, comme le trahit en 1932, toujours dans L’Architecture d’aujourd’hui, un article qui n’hésite pas à juxtaposer des considérations sur les maisons américaines du XVIIe siècle et leur réinterprétation française avec intégration de panneaux dérivés du bois, isolants, découpables et de grandes dimensions4.

Toutefois, ainsi qu’en témoigne l’enquête de 1930, une partie des architectes français fait montre de défiance vis-à-vis des matériaux d’origine organique, par crainte de leur vulnérabilité, et sans doute aussi du fait d’un certain dogmatisme. Il est vrai que, dès les années 1920, la gamme des solutions maçonnées dites d’« agglomérés moulés » céramiques ou minéraux est déjà très répandue. Au-delà des composants creux et alvéolaires en terre cuite ou en diatomite, qui ne sont rien d’autre qu’un perfectionnement du matériau industriel standard par excellence du XIXe siècle qu’est la brique, des systèmes similaires se développent avec le bloc béton dit « préfabriqué », à base de ciment artificiel, volcanique ou de mâchefer.

Plus encore que les procédés d’agglomération, d’expansion, de fibrage ou de feuilletage utilisés pour les matériaux organiques, le développement de procédés industriels de transformation s’avère totalement déterminant pour les minéraux, qui, hormis quelques exceptions comme les pouzzolanes ou les ponces naturelles, sont lourds et peu isolants. Le cas le plus emblématique est celui de la fabrication de matériaux dits « cellulaires » : parmi eux, les bétons cellulaires, dont le béton-ponce à base naturelle ou artificielle, connu dans l’Est et en Allemagne depuis la fin du XIXe siècle, mais aussi le « verre-mousse » ou verre multicellulaire, et enfin les « bétons de gaz ». Ces derniers sont obtenus « en ajoutant à la poudre de ciment mélangée à du sable ou à des scories de haut fourneau de la poudre spéciale d’aluminium […] [qui] réagit avec les composés du ciment en dégageant un gaz [donnant] lieu à la production d’une multitude de bulles minuscules5 ». L’apport de l’aluminium dans ce processus de fabrication illustre le potentiel de systèmes mixtes ou composites, supposés renouveler les agglomérés courants.

Dans cette voie, amiante et laine minérale contribuent à la remise en cause du monolithisme. L’amiante, excellent isolant thermo-acoustique et ignifuge, loué de tous et dont, comme pour la peinture au plomb, on feint d’ignorer les dangers, est d’un usage éprouvé depuis le début du siècle, projeté sur les parois des navires de guerre ou de marchandise, ou dans les cinémas. Mais il n’est jamais aussi pertinent qu’aggloméré au ciment, aux fibres de bois ou même au plâtre. À l’image de l’amiante, qui vaut pour ses fibres naturellement extrêmement fines, légères et longues, les procédés mécaniques d’étirage et de centrifugation permettent de créer des fils qui donneront des laines très isolantes : laines de roche, tirées de la fusion de roches basaltiques ou de laitiers sidérurgiques, et laines de verres.

C’est ainsi que le fil de verre, connu depuis l’Antiquité, commence à être industrialisé à partir des années 1920 pour divers usages – isolant électrique, textiles spéciaux –, avant, quelques brevets plus tard, d’être produit à grande échelle pour l’isolation du bâtiment, avec notamment la création d’Isover par Saint-Gobain en 1937. Les Ateliers Jean Prouvé font alors figure de précurseur avec leur élément de façade éponyme combinant des tôles pliées, contrecollées sur des panneaux rigides amiantés, enserrant un matelas de laine minérale, le tout complété de bandes plastique pour parfaire l’étanchéité des joints. Au même moment, la brique creuse Triplisol en céramique, ponce ou pouzzolane, est destinée à être remplie d’un isolant au choix. Tout aussi mixte, le verre Thermolux intègre quant à lui une lame en soie de verre filé entre deux faces vitrées, constituant un panneau de remplissage isolant, translucide, utilisable aussi bien en toiture, en façade, qu’en fenêtre.


Au-delà de ces prototypes complexes, René Coulon ne se trompe pas quand, dans le numéro de Techniques et architecture consacré au verre en mars-avril 1944, il entrevoit que les « feutres de verre » vont « se vulgariser en France » et figureront bientôt « au premier rang des isolants ». Ils sonneront au passage la fin de la paroi extérieure « en principe […] perméable à l’air et imperméable à l’eau » que décrivait encore Raymond Fischer en 1930 ; avec eux, le pare-vapeur fait son apparition, sous forme de papier ou de carton bitumé, et, cette fois-ci, l’on peut vraiment affirmer : « Il est né un nouveau rapport entre la matière et l’atmosphère6. »


Prochain épisode : Sous le soleil de Corbu.




1. Cf. ses notes sur l’isolation et le chauffage dans son fonds d’archives, ainsi que les dossiers qu’il leur a consacré dans L’Architecture d’aujourd’hui puis dans Techniques et architecture. Nous aurons l’occasion de revenir sur ce fin technicien, élève de Perret et admirateur de Le Corbusier.

2. L. Charpentier, « Études techniques : Isolation thermique des bâtiments. V : Le pouvoir isolant des matériaux », L’Architecture d’aujourd’hui, avril 1932.

3. « La construction rationnelle avec matériaux Poncisol », L’Architecture d’aujourd’hui, janvier-février 1932.

4. Édouard Menkès, « Maison minimum en bois », L’Architecture d’aujourdhui, janvier-février 1932.

5. André Hermant, « 5e Cahier Technique. Remplissages et fermetures (fonction “isolation”) », L’Architecture d’aujourd’hui, novembre 1937.

6. Les deux citations de Raymond Fischer sont tirées du dossier « Notre enquête sur les matériaux de construction », puis de « La soirée de propagande de L’Architecture d’aujourd’hui », publiés dans L’Architecture d’aujourd’hui, respectivement en décembre 1930 et décembre 1931.




Lisez la suite de cet article dans : N° 250 - Décembre 2016

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