À la découverte des isolants rigides

À la découverte des isolants rigides

Construction durable, Gros œuvre, Isolation, Matériaux, Méthodes de construction

Dans une maison mal isolée, les déperditions thermiques peuvent vite représenter 70 % de l’énergie produite pour le chauffage. Quelles sont les isolants rigides?

Reste à faire le bon choix parmi les nombreux isolants disponibles sur le marché. Ce premier article se propose de faire le point sur les matériaux rigides. Nous aborderons les isolants souples et ceux en vrac dans nos deux prochains numéros.

On distingue trois catégories d’isolants rigides : les produits à base de matières premières issues de la pétrochimie (PUR, PIR, EPS, XPS, résol), les produits à base de matières premières minérales (verre cellulaire) et les produits à base de matières premières végétales (liège et fibre de bois).

Plusieurs avantages…

Le plus souvent présentés sous forme de panneaux, les isolants rigides affichent en règle générale une excellente résistance physique et mécanique. En raison de leur densité supérieure (entre 110 et 260 kg/m³ contre 40 à 55 kg/m³ pour les isolants souples), il est généralement conseillé de les utiliser lorsqu’on isole par l’extérieur, mais rien n’empêche de les mettre en œuvre à l’intérieur.

Les panneaux rigides ont une faible conductivité thermique, ce qui signifie qu’ils véhiculent peu de chaleur. Plus le coefficient de conductivité thermique – valeur l – d’un matériau est bas, plus ce matériau est isolant. Ainsi, les matériaux dont la valeur l est inférieure à 0,060 W/mK permettent de conserver la chaleur à l’intérieur de l’habitation et de garder le froid à l’extérieur. Or la quasi-totalité des isolants rigides disponibles sur le marché affichent une valeur l comprise entre 0,018 W/mK et 0,042 W/mK.

Autre avantage des panneaux rigides : ils sont très peu sensibles à l’humidité (à l’exception notable du résol et des panneaux à base de matières premières végétales comme le liège ou la fibre de bois), ce qui les rend particulièrement adaptés à une utilisation en contact avec le sol.

Notons enfin que, pour des performances thermiques égales, les isolants rigides sont souvent moins coûteux que les autres isolants, ce qui peut toujours jouer en leur faveur au moment du choix…

… et quelques inconvénients

Les isolants rigides présentent toutefois certains inconvénients. La plupart d’entre eux sont ainsi relativement peu performants en matière d’isolation phonique.

L’empreinte écologique des matériaux de construction revêt également de plus en plus d’importance. Or la plupart des isolants rigides sont issus de la pétrochimie et leur écobilan est loin d’être fameux.

L’importance de la mise en œuvre

La mise en œuvre intervient elle aussi dans les critères de choix, surtout si on a prévu de réaliser soi-même le travail. Le raccord entre les panneaux constitue en effet un point sensible et sa qualité d’exécution aura une influence directe sur la qualité du résultat final. Par ailleurs, si les panneaux en EPS (polystyrène expansé) ou XPS (polystyrène extrudé), ainsi que ceux en liège ou en fibre de bois, sont relativement faciles à découper et à poser, d’autres, comme le verre cellulaire ou le résol, nécessitent impérativement le recours à un professionnel.

Aperçu des principaux isolants rigides

Le polystyrène expansé (EPS)

  • Composition

La fabrication est effectuée par expansion de plusieurs molécules de styrène (un liquide obtenu à partir du pétrole) pour former un isolant à structure cellulaire fermée (communément appelé « frigolite »).

  • Conditionnement

Plaques constituées d’une multitude de billes sphériques de petit diamètre (0,2 à 0,3 mm) qui sont liées par compression lors du moulage et emprisonnent l’air sec immobile.

  • Valeur lambda

De 0,029 à 0,040 W/mK

  • Masse volumique

De 10 à 30 kg/m3

  • Épaisseur

De 2 à 20 cm

  • Comportement au feu

L’EPS de teinte blanche est inflammable et doit obligatoirement être protégé par un produit ignifuge. L’EPS graphité (de couleur grise) est pour sa part difficilement inflammable.

  • Comportement à l’humidité

Hydrophobe grâce à ses cellules fermées qui absorbent des quantités extrêmement faibles d’eau liquide et ne présentent aucune absorption capillaire.

  • Applications

Le plus souvent utilisé pour l’isolation des caves (sous plafond), des murs extérieurs (sous crépi) et des toitures (sous les chevrons). Étant donné sa bonne résistance à la compression, l’EPS peut également être utilisé pour l’isolation des sols.

  • Mise en œuvre

Panneaux légers, faciles à manipuler et à découper sans outillage particulier ni équipement de protection spécifique.

  • Contexte environnemental

Assez polluant, son bilan en énergie grise est relativement élevé. Il n’est pas biodégradable mais peut être recyclé.

  • Coût

Entre 10 et 15 euros/m2 pour 10 cm d’épaisseur.

Le polystyrène extrudé (XPS)

  • Composition

Fabriqué à partir de billes de monomère styrène mélangées et extrudées avec un agent gonflant (gaz carbonique pour les performances thermiques courantes ou gaz HFC pour des performances thermiques supérieures).

  • Conditionnement

Panneaux rigides pourvus de rainures et languettes d’emboîtement sur les quatre chants.

  • Valeur lambda

De 0,027 à 0,040 W/mK

  • Masse volumique

De 30 à 40 kg/m3

  • Épaisseur

De 10 à 33 cm

  • Comportement au feu

Très inflammable, peut dégager des gaz hautement toxiques lors d’un incendie. À protéger par un revêtement ignifuge.

  • Comportement à l’humidité

Parfaitement étanche à l’eau et à la vapeur d’eau.

  • Applications

Convient pour l’isolation des toitures inclinées (sous ou sur les chevrons) et plates (même dans une toiture inversée avec isolation par dessus l’étanchéité), des murs creux et des sols.

  • Mise en œuvre

Si les panneaux EPS ont tendance à s’effriter lors des découpes, le polystyrène extrudé est plus compact et permet des découpes nettes sans perte de matériau.

  • Contexte environnemental

Si on analyse l’ensemble du cycle de vie (fabrication, transport, utilisation, recyclage), il est noté en bas de l’échelle selon les organismes indépendants.

  • Coût

Entre 12 et 20 euros/m2 pour 10 cm d’épaisseur.

Le polyuréthane (PUR)

  • Composition

Le polyuréthane (PUR) est le fruit d’une réaction chimique qui se produit à l’aide d’un catalyseur, le polyéther. Après projection, le mélange se transforme en une matière très dure avec un pourcentage élevé de cellules fermées.

  • Conditionnement

Panneaux rigides moussés entre deux feuilles (aluminium, voile de verre…), pourvus de détails d’emboîtement sur les quatre chants. Existe aussi sous forme de mousse à projeter sur chantier.

  • Valeur lambda

De 0,021 à 0,030 W/mK

  • Masse volumique

En moyenne 30 kg/m3

  • Épaisseur

De 3 à 20 cm

  • Comportement au feu

Mauvaise réaction au feu (sa combustion peut générer des gaz toxiques). Ne doit jamais être posé en contact direct avec les cheminées et les conduits dont la température est élevée.

  • Comportement à l’humidité

Insensible à l’humidité et imputrescible.

  • Applications

S’utilise le plus souvent pour l’isolation des toits plats, des murs creux et des dalles de sol.

  • Mise en œuvre

Le retrait potentiel du matériau implique d’étanchéifier les joints avec des tapes adaptés.

  • Contexte environnemental

Le polyuréthane est un isolant synthétique né de la pétrochimie. Si l’énergie nécessaire à sa fabrication est importante, le PUR est toutefois noté A (« très bon choix ») par le BRE (Building Research Establishment) sur l’ensemble de son cycle de vie (de 50 à 75 ans).

  • Coût

De 10 à 18 euros/m² pour 10 cm d’épaisseur.

Le polyisocyanurate (PIR)

  • Composition

Sa fabrication résulte d’une amélioration du polyuréthane, le polyéther étant remplacé par du polyol polyester.

  • Conditionnement

Identique au polyuréthane.

  • Valeur lambda

De 0,018 à 0,026 W/mK

  • Masse volumique

En moyenne 30 kg/m3

  • Épaisseur

De 3 à 12 cm

  • Comportement au feu

Les panneaux résistent à des températures allant jusqu’à 120 °C mais, en cas d’incendie, le matériau libère des fumées nocives contenant du CO, CO2 et HCN.

  • Comportement à l’humidité

Insensible à l’humidité et imputrescible.

  • Applications

Toitures plates et inclinées, sols et murs creux.

  • Mise en œuvre

Le retrait potentiel du matériau implique d’étanchéifier les joints avec des tapes adaptés.

  • Contexte environnemental

L’énergie nécessaire à sa fabrication est assez élevée et il est difficilement recyclable. À l’instar du PUR, il est pourtant noté A (« très bon choix ») par le BRE (Building Research Establishment).

  • Coût

Entre 10 et 18 euros/m2 pour une épaisseur de 12 cm.

Le résol (ou mousse phénolique)

  • Composition

Produit à partir d’une résine phénol-formaldéhyde (qui servait autrefois à produire la bakélite) et traité avec un agent d’expansion (HFC, pentane ou CO²) qui permet l’émulsion.

  • Conditionnement

Panneaux renfermant une mousse rigide dont la structure alvéolaire fermée emprisonne un gaz qui lui confère ses qualités isolantes.

  • Valeur lambda

De 0,018 à 0,023 W/mK

  • Masse volumique

En moyenne 35 kg/m3

  • Épaisseur

De 3 à 20 cm

  • Comportement au feu

La mousse phénolique est ignifuge et dégage peu de fumées lors de sa combustion.

  • Comportement à l’humidité

Sensible à l’humidité, nécessite une protection hydrofuge. Il faut prévoir la pose d’un pare-vapeur et, le cas échéant, d’un pare-pluie pour éviter toute pénétration d’humidité qui dégraderait la valeur isolante du matériau.

  • Applications

Toitures, sols et isolation des murs par l’intérieur.

  • Mise en œuvre

L’isolation en mousse phénolique peut se rétracter, ce qui est suffisant pour provoquer des fuites d’air et un transfert de chaleur. Il faut donc faire appel à un professionnel agréé pour limiter les inconvénients dus au retrait.

  • Contexte environnemental

Isolant issu de la pétrochimie. Nécessite d’importantes quantités d’énergie pour sa fabrications mais émet, par la suite, relativement peu de substances toxiques dans l’atmosphère.

  • Coût

Environ 45 euros/m2 pour une épaisseur de 10 cm, un prix supérieur à celui d’autres isolants synthétiques mais qui est partiellement compensé par le fait qu’on peut se contenter d’épaisseurs moindres pour parvenir aux mêmes performances thermiques.

  • Remarque

Produit assez récent par rapport aux autres isolants synthétiques traditionnels. Bien que ses propriétés isolantes aient été testées, prouvées et certifiées, son efficacité à long terme doit encore être attestée.

Le verre cellulaire

  • Composition

Fabriqué à partir de sable siliceux, de feldspath, de dolomie, de carbonates et de verre recyclé. Fondu à une température de plus de 1 000 °C et en présence de CO2 qui le fait mousser, le verre cellulaire produit un matériau léger à cellules fermées.

  • Conditionnement

Commercialisé sous forme de panneaux ou de blocs selon l’application dans le bâtiment.

  • Valeur lambda

De 0,036 à 0,041 W/mK

  • Masse volumique

Environ 115 kg/m3

  • Épaisseur

De 4 à 18 cm

  • Comportement au feu

Le verre cellulaire est incombustible et ne dégage pas de fumées toxiques en cas d’incendie.

  • Comportement à l’humidité

Étanche à l’eau et à la vapeur d’eau ; imputrescible.

  • Applications

Utilisé pour l’isolation des toitures plates soumises à de fortes sollicitations mais également pour les murs, dalles et planchers pouvant être en contact avec un milieu humide.

  • Mise en œuvre

Le verre cellulaire peut être posé au sol, à condition que la surface soit régulière pour éviter les cassures. Utilisé en toiture, cet isolant est souvent associé au bitume pour assurer une parfaite isolation.

  • Contexte environnemental

Fabriqué à partir de matières naturelles dont certaines sont présentes en abondance dans la nature, le verre cellulaire peut aussi intégrer plus de 60 % de verre recyclé dans sa composition. C’est un produit inorganique moussé sans gaz nocifs. Sa fabrication requiert néanmoins beaucoup d’énergie, ce qui plombe son écobilan.

  • Coût

Environ 35 euros/m2 pour une épaisseur de 10 cm.

Le liège expansé

  • Composition

Provient de l’écorce du chêne-liège. L’écorce est broyée et les grains sont expansés dans un autoclave sous pression et à température élevée (400 °C), avant d’être agglomérés à chaud grâce à la résine du liège (la subérine). Des blocs de liège expansé sont ensuite débités dans des épaisseurs différentes ou à nouveau moulus en granulés de liège.

  • Conditionnement

On le trouve sous forme de panneaux ou de granulés.

  • Valeur lambda

De 0,033 à 0,037 W/mK

  • Masse volumique

De 100 à 130 kg/m³

  • Épaisseur

De 2 à 8 cm pour les panneaux

  • Comportement au feu

Totalement ignifuge ; sa combustion ne dégage pas de gaz toxiques.

  • Comportement à l’humidité

Hydrofuge et imputrescible.

  • Applications

Les panneaux de liège expansé sont utilisés pour l’isolation des sols, murs, plafonds et toitures. En rénovation, ils permettent d’isoler sous les chevrons.

  • Contexte environnemental

Si le liège est un isolant 100 % naturel et que l’écorçage du chêne-liège n’est pas nocif pour l’arbre, sa disponibilité est toutefois loin d’être infinie : après prélèvement, il faut une dizaine d’années pour que l’écorce soit à nouveau utilisable !

  • Coût

Entre 30 et 35 euros/m2 pour 8 cm d’épaisseur.

  • Remarque

En raison de sa relative rareté, mieux vaut utiliser le liège avec parcimonie en le réservant aux endroits où il peut manifester ses qualités de résistance à l’humidité : sols, toitures plates inversées, murs creux en contact avec l’humidité ascensionnelle… Par ailleurs, il faut idéalement éviter les panneaux renforcés avec des colles synthétiques qui dégagent du formaldéhyde, un gaz nocif pour la santé.

La fibre de bois

  • Composition

Les panneaux en fibre de bois sont fabriqués à partir de déchets de scierie (écorces et branches de résineux non traitées chimiquement). Les fibres sont agglomérées par leur propre résine (la lignine), mais c’est de la colle synthétique qui est utilisée lorsque plusieurs panneaux sont collés ensemble pour obtenir une plus grosse épaisseur d’isolant.

  • Conditionnement

Panneaux rigides dont les chants sont parfois pourvus de détails d’emboîtement.

  • Valeur lambda

De 0,038 à 0,042 W/mK

  • Masse volumique

De 110 à 170 kg/m3

  • Épaisseur

De 4 à 24 cm

  • Comportement au feu

Ces panneaux sont difficilement inflammables mais font partie des produits combustibles dont la contribution à l’embrasement généralisé est très importante. Autant dire que les panneaux en fibre de bois nécessitent obligatoirement un complément sous forme de parement coupe-feu.

  • Comportement à l’humidité

L’eau est le plus grand ennemi du bois, comme de tout matériau d’origine végétale. Le moindre contact avec de la vapeur d’eau risque d’entraîner des dégradations importantes (moisissures, pourrissement, etc.). La pose d’un pare-vapeur et/ou d’un pare-pluie est donc indispensable.

  • Applications

Les panneaux en fibre de bois s’utilisent surtout en toiture (plate ou inclinée) mais conviennent aussi pour isoler les sols et pour réaliser des contre-cloisons ou des faux plafonds. Certains panneaux, protégés par une couche hydrophobe collée, peuvent être recouverts d’un crépi minéral et servir ainsi pour assainir de vieux murs extérieurs.

  • Mise en œuvre

La découpe se fait très simplement, à l’aide d’un grand couteau à dents. Les panneaux de fibre de bois sont le plus souvent vissés sur des éléments de charpente ou d’ossature en bois.

  • Contexte environnemental

Il s’agit d’une matière première naturelle, renouvelable et 100 % recyclable (pour peu que le liant ne soit pas de la colle synthétique). De plus, les sous-produits de l’industrie du bois sont utilement valorisés. Pour en faire un véritable isolant « écologique », on peut opter pour des panneaux certifiés FSC ou PEFC, deux labels qui attestent que les dérivés de bois sont issus de forêts gérées durablement.

  • Coût

Entre 20 et 25 euros/m² pour 10 cm d’épaisseur.

Tous les prix renseignés dans cet article s’entendent hors pose et hors TVA, à titre indicatif.

 

 

Texte Admon Wajnblum (Ligne Bois)

Image Gregory Halliday

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