Isolation thermique : des isolants haute performance Solutions

2021-11-26 06:28:37 By : Mr. Craig Yan

Les nouveaux matériaux offrent une résistance thermique très élevée pour des épaisseurs réduites. Et, dans le cas des aérogels de silice, l'isolant est translucide.

Jusqu'à présent, si l'on en croit le site d'Acermi (acermi.com), l'Association pour la Certification des Matériaux Isolants, les meilleures performances thermiques des isolants disponibles sur le marché français étaient attribuées, dans un mouchoir de poche, du polyisocyanurate rigide (PIR ), polyuréthane (PUR) et mousses phénoliques (PF).

Avec un λ = 0,023 W / (mK), par exemple, le BauderPIR de German Bauder est à peine moins performant que le PUR d'Unilin qui affiche un λ = 0,022 W / (mK). Alors que le PF Kooltherm K5 de Kingspan Insulation est certifié à 0,022 ou 0,023 selon l'épaisseur. Partant de ces valeurs de , arrondies à 0,020 W/(mK), atteintes par les PF, PUR et PIR, peut-on trouver mieux ?

Trois nouveaux sujets

Trois nouveaux matériaux, les aérogels opaques, les aérogels de silice et les isolants sous vide promettent des λs nettement inférieurs. L'aérogel de silice, plus connu sous la marque Nanogel de la société canadienne Cabot Corporation, annonce un compris entre 0,012 et 0,018 W/(mK).

L'aérogel de polyuréthane organique BASF Slentite a un = 0,016 W / (mK). Mais surtout, les isolateurs sous vide descendent à des valeurs de comprises entre 0,004 et 0,006 W/(mK). Ces nouveaux matériaux ne fonctionnent pas comme les isolants déjà connus, mais prennent place au sein d'un système cohérent, composé de produits complémentaires et d'accessoires de pose, accompagnés d'une méthode de pose précise.

Plusieurs solutions sont déjà disponibles sur le marché français, aussi bien en ITE (isolation thermique par l'extérieur) qu'en ITI (isolation thermique par l'intérieur), pour la construction neuve, comme pour la rénovation.

Solution 1 : Aérogels opaques

Un aérogel, rappelez-vous, est un matériau semblable à un gel, dans lequel tout composant liquide a été remplacé par un gaz. Il existe sur le marché des aérogels de silice translucides et des aérogels non translucides, à base d'autres matériaux.

Développé par BASF, Slentite est un aérogel de polyuréthane organique non translucide. La principale promesse de Slentite est, à résistance thermique égale, une réduction de 50 % de l'épaisseur de l'isolant par rapport aux meilleures laines de roche ou de verre disponibles aujourd'hui. Le produit se présente sous forme de panneaux rigides qui peuvent être sciés sans poussière, percés, abrasés, etc.

Il est composé de nanopores ouverts qui limitent le mouvement des molécules d'air et réduisent considérablement la conductivité thermique. BASF envisage une autre utilisation de ce matériau de base à long terme : l'emprisonner dans des panneaux isolants sous vide, à la place des silices actuellement utilisées, pour obtenir des matériaux isolants avec un λ = 0,005 W / (mK). La Slentite se contente pour le moment d'un = 0,016 W / (mK). 

En octobre 2014, Bouygues Construction et BASF ont signé un accord pour développer les solutions ITI de Slentite. Selon BASF, les premières solutions commerciales devraient apparaître fin 2016.

Autres développements

En attendant, d'autres produits non transparents à base d'aérogels sont déjà disponibles sur le marché français, notamment sous forme de revêtements extérieurs. Fixit AG a ainsi développé Fixit 222 Aerogel, une solution de revêtement d'aérogel thermo-isolant haute performance.

La matière première entrant dans la fabrication de l'aérogel utilisé par Fixit est le dioxyde de silicium amorphe, plus classiquement appelé silicate. Il est mélangé à de la chaux hydraulique naturelle pour former le revêtement Fixit 222 Aerogel. Pouget Consultants a émis plusieurs prescriptions pour l'utilisation de ce revêtement pour l'isolation par l'extérieur des immeubles haussmanniens en rénovation.

La conductivité thermique obtenue par un revêtement Fixit 222 Airogel est = 0,028 W / (mK). La start-up française Enersens développe Parex.It, une autre solution de revêtement isolant chargé en aérogel, avec l'aide de plusieurs laboratoires et en collaboration avec Parex Group.

Ces revêtements restent respirants et perméables à la vapeur d'eau, tout en offrant un λ supérieur à celui des meilleurs polystyrènes expansés (EPS). Ils sont particulièrement adaptés à la réhabilitation de bâtiments existants très anciens, dont la structure comporte des pans de bois.

Ou de nouvelles constructions en briques monomur. L'utilisation de ces enduits à l'extérieur sur des briques monomur doit permettre une isolation thermique suffisante pour atteindre les niveaux RT2012 et Bepos, sans ajout d'isolant intérieur.

Solution 2 : Aérogel de silice

L'aérogel de silice est composé de minuscules granules hydrophobes de 0,5 à 4 mm de diamètre, 95 à 98 % d'air piégé, 2 à 5 % de silice. Sa densité de 60 à 80 kg/m3 se traduit par un poids très réduit de seulement 60 à 80 g/litre.

L'aérogel de silice, un isolant thermique et acoustique translucide, a été développé à l'origine par la Canadian Cabot Corporation pour être utilisé dans les murs de verre. Le fabricant recommande de le couler dans des vitrages, des panneaux en polycarbonate ou en polyester pour créer des parois verticales ou horizontales, transmettant la lumière, tout en assurant une isolation thermique et phonique très efficace.

Dès 2006, Pouget Consultants a utilisé le Nanogel de Cabot dans les profilés de verre Pilkington Profilit en U lors de la rénovation de la médiathèque de Briis-sous-Forges. Remplis de Nanogel, ces profilés ont créé un mur translucide léger avec Uw <1,81 (W/m².K), une transmission lumineuse TL de 47% et une réduction du son de 44 dB. La société française Alcaud SA commercialise des panneaux en polycarbonate remplis de Nanogel.

Pour remplacer les panneaux de polyester sur le toit

Cette solution a été utilisée pour le site de conditionnement de parfums Givenchy à Beauvais. Les panneaux de polyester installés sur le toit avaient vieilli et leur transmission de la lumière naturelle était fortement réduite. Ils ont été remplacés par des panneaux Lexan™ Thermoclear™ très légers de 10 mm d'épaisseur, dont les alvéoles étaient remplies de Nanogel.

Ces panneaux confèrent au mur une valeur d'isolation thermique U = 1,93 (W/m².K) et une valeur TL > 50 %. AirSun et Ecodis utilisent de l'aérogel pour remplir les cavités en polycarbonate de leurs voûtes, lucarnes et évents de désenfumage. Cela améliore la diffusion de la lumière naturelle, offre une isolation phonique suffisante pour réduire considérablement le bruit de la pluie et une isolation thermique élevée. L'Okalux allemand incorpore l'aérogel de silice Okagel dans ses propres murs à double vitrage.

Solution 3 : Isolateurs sous vide

Les plus performantes parmi ces nouvelles solutions restent les isolateurs sous vide. Leur λ tombe à 0,005 W/(mK) en moyenne, ce qui est plus de 4 fois meilleur que les meilleurs PU, PIR et autres PF et plus de 6 fois meilleur que les meilleures laines minérales.

Pour fixer les idées, une résistance thermique égale à 8 m².K/W est atteinte avec une épaisseur de 4 cm d'isolant sous vide, ou avec 16,8 cm de PU, PIR ou PF et avec 25,6 cm de laine de verre. L'avantage de ces isolants est le vide qui constitue une barrière très efficace à la transmission de la chaleur.

Mais leur problème, cependant, est aussi le vide qui impose une mise en oeuvre bien différente de celles des autres isolants thermiques. Les isolateurs sous vide se présentent sous forme de panneaux rigides, constitués d'un matériau très poreux - la silice dans le cas d'Isovip d'Isover Saint-Gobain - emballé hermétiquement dans une enveloppe métallique étanche. Ce n'est pas une idée nouvelle.

Le principe est connu depuis un siècle. Les premiers VIP (Vacuum Insulation Panel) sont apparus dans les années 60 et les premiers VIP à base de silice datent des années 90. L'enveloppe métallique est en aluminium, pliée et soudée autour du panneau rigide dans lequel le vide est créé. La durée de vie du joint VIP est donnée pour 50 ans.

Gardez le vide à tout prix !

Le problème du VIP, c'est qu'il faut entretenir le vide : on ne peut pas découper les panneaux sur le chantier pour terminer l'aménagement d'un mur. La fabrication de ces panneaux étant relativement complexe, les fabricants proposent un petit nombre de dimensions standards dont l'utilisation doit être optimisée dans un agencement astucieux pour minimiser les surfaces qui seront isolées à l'aide d'autres matériaux pour compléter l'agencement. .

Une dizaine d'offres commerciales sont disponibles en Europe, dont au moins trois en France : Optim-R de Kingspan Insulation, Isovip d'Isover Saint-Gobain et SlimVac de Siniat. Kingspan vend à la place aux concepteurs de systèmes qui intégreront Optim-R dans leurs solutions en 2016.

Isover et Siniat ont développé leur propre système complet pour l'aménagement et la mise en œuvre de leur VIP. Isover a pris soin d'obtenir une certification Acermi pour la performance d'Isovip, un Avis Technique détaillant la mise en œuvre et a également développé un outil numérique pour optimiser la mise en page. Les panneaux VIP peuvent être utilisés pour l'isolation des murs verticaux, des sols et des toits.

Le coût des VIP est encore élevé et atteint environ 250 € HT/m² fournis et installés, pour R = 4. Leur utilisation est cependant pleinement justifiée, désormais, lorsque le prix du m² de bâtiments à rénover atteint et dépasse les 5000 € . L'utilisation de VIP permet d'obtenir une isolation thermique élevée avec une perte d'espace au sol minimale.

Source : batirama.com / Pascal Poggi

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