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La laine minérale est un matériau de consistance laineuse [1], fait de fibres minérales amorphes (fibres de silicates vitreuses artificielles) à « orientation aléatoire »[1], obtenues par fusion puis fibrage de roche, de verre ou de laitier (norme PR EN ISO 9229) ; Les anglophones la désignent aussi par le sigle MMVF (Man Made Vitreous Fiber).
Elle est classée dans le groupe des Fibres minérales artificielles (FMA), ou des « fibres artificielles minérales non métalliques siliceuses vitreuses »[2]. Les laines minérales sont largement utilisées dans le monde comme isolant[3].
On parle de laine uniquement quand les fibres sont « positionnées de manière quelconque les unes par rapport aux autres »
Aux États-Unis, l'expression « mineral wool » désigne la laine de roche, ou le groupe laine de roche et laine de laitier
(slag wool), mais exclut la laine de verre (glass fiber)[2].
Il existe diverses définitions pour chaque variété de FMA, normalisées (ex : Normes NF) ou produites par le droit européen.
Une laine minérale contient[1] : – « plus de 90 % de fibres non métalliques, anorganiques de diamètre compris entre 3 et 5 microns » ; – « 3 à 5 % de liants organiques (résines phénoliques ou autres) qui assurent la cohésion du produit » ; – « moins de 1 % d'huile pour augmenter la résistance à la cassure et limiter l'émission de poussières ».
Ces laines sont utilisées, principalement par les professionnels du bâtiment, comme isolant thermique ou acoustique dans le bâtiment. Elles servent aussi en protection incendie. En 2012, ces 3 usages concernaient 85 % de la production[2].
D'autres usages, industriels pour la plupart concernent l'isolation des tuyaux, de fours, de chaudières, de systèmes de climatisation et de ventilation (gaines de circulation d'air ou d'autres fluides), ainsi, moindrement que l’électroménager. L'industrie de la construction navale en utilise de grandes quantités, pour l'isolation et la lutte contre le risque d'incendie, ou pour renforcer les coques de résine. À titre d'exemple, le Queen Mary II en a, selon le producteur Rockwool[5], consommé environ 1 500 tonnes (laine de roche).
Enfin, la culture hors-sol (hydroponique) est également devenue une consommatrice de FMA.
Il peut s'agir de :
Elles sont vendues en rouleaux et panneaux (vêtus ou non de papier-kraft, d’aluminium ou d’autres matériaux), ou en vrac (en flocons) ou coquilles[2].
Il existe d’autres fibres minérales qui ne sont pas des laines minérales ; et qui ont des propriétés et usages différents : les fibres céramiques réfractaires (FCR), les fibres d’isolation haute température, les microfibres de verre à usage spécial.
Les premières laines minérales (LM) industriellement produites l'auraient été vers 1885 en Angleterre, à partir du laitier de hauts
fourneaux (résidu de la fabrication de fonte)[2] ;
La première laine de roche aurait été produite un peu plus tard (1897 aux États-Unis[2]) ;
La laine de verre est plus récente, elle apparaît en 1930[2].
Les fabricants européens se sont réunis en syndicat professionnel, EURIMA (European insulation Manufacturers Association) et il existe en France un syndicat dit Filmm : (Syndicats des) Fabricants d'isolants en laines minérales manufacturées
Un organisme de certification existe pour les laines minérales ; l'Euceb : European Certification Board for Mineral Wool[6].
De 1998 à 2019, une procédure judiciaire oppose le syndicat des fabricants d'isolants en laines minérales manufacturées (FILMM) et un producteur d’isolant thermique mince à propos des qualités en matière de résistance thermique des produits. Après des tests en situation réelle ordonnés par la Cour d’appel de Versailles, la plainte du FILMM contre la société Actis pour publicité mensongère est déboutée, car il s’avère que le produit d’Actis présente une résistance thermique supérieure à celle de la laine de verre dans ses conditions d’utilisation courante (absence de pare-vapeur …)[7],[8].
La Cour de cassation a présenté des éléments qui « « établissent la crainte du syndicat de voir révéler que les performances thermiques de la laine minérale sont altérées sous l'effet d'un manque d'étanchéité à l'air » »[7].
Le député et biochimiste, Jean-Yves Le Déaut, dénonce un isolgate - « les performances étaient calculées de manière théorique pour masquer la réalité » - de même forme que le Dieselgate[9].
La production a été dopée par les efforts d'économies d'énergie, mais semble quantitativement assez mal connue, même en France. Selon l'InVS, en France, environ 12 millions de m3 étaient annuellement vendues en 1993, passé à plus de 20 millions de m3 par an en 2004 (soit environ 500 000 tonnes). Ces chiffres comprennent des laines destinées à l'export et ne tiennent pas compte des importations.[réf. nécessaire]
Elles sont trouvées en quantité infime dans la fibre de verre, mais des « particules non fibreuses » (dites Shots) sont présentes dans les fibres de roche et de laitier (de 20 à 50 % du poids du matériau dont ils affectent peu les propriétés isolantes).[réf. nécessaire]
Depuis les années 1950, des lubrifiants (huiles ou autres) sont ajoutés lors de la production pour faciliter la formation de laine, tout en réduisant l'envol de poussières lors de leur manipulation.
Les fabricants ajoutent un liant organique pour conserver l'élasticité des matelas ou rouleaux de laine (opération dite d'« ensimage »). La fibre pure est transparente ; c'est le liant qui donne la couleur jaune, verdâtre ou brune des fibres vendues pour l'isolation[2]. Ce liant est habituellement une résine formo-phénolique. Depuis la fin du XXe siècle, une résine mélamine, acrylique ou végétale peut aussi être utilisée. Ces résines constituent entre 0 et 10 % du matériau.
Bien que moins dangereuses que l'amiante auquel elles se substituent[10],[11] (sauf au Canada où le gouvernement s'était engagé à soutenir son industrie de l'amiante, tout en imposant des conditions de sécurité plus exigeantes), certaines fibres minérales peuvent être source de danger pour la santé[12] et/ou d'inconfort. Cependant parmi les fibres minérales, il convient de distinguer celles qui sont classées comme dangereuses par l’Union européenne (Centre International de Recherche sur le Cancer) et celles qui ne le sont pas. Les fibres de laines minérales ne sont pas classées si elles répondent à un des critères de la Note Q du Règlement européen sur la classification, l’étiquetage et l’emballage des substances[13].
Facteurs de toxicité des fibres :
Dans le cas des laines enrésinées, un dégagement important de formol, de phénol toxiques et d’autres composés (COV) se produit quand elles sont chauffées pour la première fois à plus de 200 °C environ, mais - signale l'InVS - un dégagement chronique de faibles doses survient aussi à des températures plus faibles voire à température ambiante[2].
Toutes les FMA sont des irritants, facteurs de dermite irritative , d'irritation oculaire ou respiratoire[20] ou d'allergies cutanées ou respiratoires (induites par les additifs (liants…).
Les FCR sont cancérogènes chez l'animal et selon l'InVS, « il existe des preuves limitées de la cancérogénicité des LM chez l’animal, qui induisent des tumeurs par voie intra-péritonéale, mais non par voie inhalatoire.
Les études portant sur les travailleurs du secteur de la production de LM ne mettent pas en évidence d’augmentation du risque de cancer ou de pathologies respiratoires non malignes. Cependant, l’exposition dans le secteur de la production est d’un niveau généralement plus faible que chez les utilisateurs de ces matériaux, pour lesquels les données épidémiologiques sont insuffisantes pour évaluer le risque associé aux LM du point de vue de leur cancérogénicité pour l’homme ».
Le type de fibre et le temps d'exposition semble néanmoins avoir une importance, et un certain temps de latence semble possible entre l'exposition et l'expression des symptômes :
Les fibres de laines minérales (sous réserves de nouvelles études) sont classées en 2014 :
Selon le syndicat français des fabricants d’isolants en laines minérales manufacturées : « Toutes les usines des membres du Filmm fournissant le marché français sont certifiées par l'Euceb (European Certification Board for Mineral Wools Products) afin de garantir aux utilisateurs que les fibres constituant leurs produits en laines minérales sont exonérées du classement cancérogène », mais, précise l'InVS (2012), si des laines minérales mises sur le marché en France ne sont pas produites dans des usines certifiées par l'Euceb, elles restent concernées par la classification.
Il est le plus constant pour les ouvriers qui les produisent, et plus occasionnellement et potentiellement à des niveaux plus élevés pour les personnes (professionnels ou bricoleurs) qui les mettent en œuvre (calorifugeurs, poseurs d’isolations acoustiques ou thermiques, menuisiers du bâtiment…) ; mais aussi certains personnels de maintenance, ou encore les ouvriers du second œuvre du bâtiment (plombiers, couvreurs, électriciens, charpentiers, menuisiers, soudeurs, tuyauteurs… ), ainsi que les personnes qui démolissent les bâtiments.
Selon un rapport (2012) de l'InVS, les expositions les plus intenses concernent les « personnes affectées aux finitions et à la transformation en produits secondaires, ainsi que pour les personnels de maintenance et d’entretien. Les personnes exerçant directement aux postes de production des LM sont moins exposées quantitativement (les fibres ne sont pas encore formées et il n’existe donc que l’exposition ambiante, ou bien elles sont immédiatement enduites de liant par pulvérisation après génération et donc peu émettrices) ».
L’unité la plus utilisée pour la mesure du risque d'exposition aux fibres aéroportées est le nombre de fibres par centimètre cube (ou par millilitre) d'air. Certains microscopes optiques[27] ou le microscope électronique permettent de préciser les caractéristiques de ces fibres[28],[29].
L'OMS, pour le comptage de fibres par MOCP [30], définit les fibres comme des particules de diamètre ≤3 μm, de longueur ≥5 μm, et de rapport L/D ≥3.
Or, la MOCP ne peut que mesurer les fibres de plus de 0,25 μm de diamètre et de plus de 5 μm de long, alors que selon le type de fibre minérale, le diamètre moyen des fibres minérales varie de 1,7 à 8 μm (voir 15 μm pour les laines les plus fines). Les comptages officiels sous-estiment donc les fibres les plus fines ou les plus courtes. Lors d’un comptage des fibres dites « respirables », les fibres de plus de 3 μm de diamètre ne sont pas mesurées.
Les normes de comptage NIOSH 7400 B2 qui prévalent aux États-Unis (ratio L/D≥5 contre L/D≥3 ailleurs) sont source d'une forte sous-estimation des taux réels de fibre (sous-estimation d’un facteur moyen de 2 à 3[31]) ; de même la norme américaine impose de ne pas prendre en compte le dépôt de fibres sur le cylindre protégeant le filtre au cours du prélèvement. Pour ces raisons l'InVS estime que « Les niveaux généralement relevés dans la littérature retenue semblent donc bien inférieurs aux niveaux "toutes fibres" réellement présents ».
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