Isolation thermique : les isolants ultra-performants

Isolation thermique : les isolants ultra-performants

De nouvelles matières apportent une résistance thermique très importante 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 de l'Acermi (acermi.com), l'Association pour la CERtification des Matériaux Isolants, les meilleurs performances thermiques pour les isolants disponibles sur le marché français étaient attribuées, dans un mouchoir de poche, aux mousses rigides de polyisocianurate (PIR), de polyuréthanne (PUR) et aux mousses phénoliques (PF).

 

Avec un λ = 0,023 W/(m.K), par exemple, le BauderPIR de l'allemand Bauder est à peine moins performant que le PUR d'Unilin qui affiche un λ = 0,022 W/(m.K). Tandis que le PF Kooltherm K5 de Kingspan Insulation est certifié à 0,022 ou 0,023 selon les épaisseurs. En partant de ces valeurs de λ, en arrondissant à 0,020 W/(m.K), atteintes par le PF, le PUR et le PIR, peut-on trouver mieux ?

 

Trois nouvelles matières

 

Trois nouvelles matières, les aérogels opaques, les aérogels de silice et les isolants sous vide promettent des λ nettement inférieurs. L'aérogel de silice, plus connu sous la marque commerciale Nanogel du canadien Cabot Corporation, annonce un λ compris entre 0,012 et 0,018 W/(m.K).

 

L'aérogel de polyuréthanne organique Slentite de BASF affiche un λ = 0,016 W/(m.K). Mais surtout, les isolants sous vide descendent à des valeurs de λ comprises entre 0,004 et 0,006 W/(m.K). Ces nouvelles matières ne se travaillent pas comme les isolants déjà connus, mais prennent place au sein d'un système cohérent, composé de produits complémentaires et d'accessoires de pose, accompagné d'une méthode de mise en œuvre précise.

 

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

 

Solution 1 : Les aérogels opaques

 

 

© Fixit

 

Un aérogel, rappelons-le, 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 matières.

 

Développé par BASF, Slentite est un aérogel de polyuréthanne organique, non-translucide. La principale promesse de Slentite consiste, à résistance thermique égale, en la réduction de 50% l'épaisseur d'isolant par rapport aux meilleures laines de roche ou de verre disponible aujourd'hui. Le produit se présente sous forme de panneaux rigides que l'on peut scier sans poussière, percer, abraser, etc.

 

Il se compose de nanopores ouverts qui limitent le déplacement des molécules d'air et réduisent très fortement la conductivité thermique. BASF envisage à terme un autre usage pour ce matériau de base : l'emprisonner dans des panneaux d'isolant sous vide, à la place des silices actuellement employées, pour parvenir à des matière isolantes affichant un λ = 0,005 W/(m.K). Slentite se contente pour l'instant d'un λ = 0,016 W/(m.K). 

 

En octobre 2014, Bouygues Construction et BASF ont conclu un accord pour développer des solutions d'ITI à partir de Slentite. Selon BASF, les premières solutions commerciales devraient apparaître fin 2016.

 

D’autres développements

 

En attendant, d'autres produits à base d'aérogels non-transparents sont déjà disponibles sur le marché français, notamment sous forme d'enduits extérieurs. Fixit AG a ainsi développé Fixit 222 Aerogel, une solution d'enduit aeogel thermo-isolant  performante.

 

La matière première servant à 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 l'enduit Fixit 222 Aerogel. Pouget Consultants a fait plusieurs prescriptions d'emploi de cet enduit pour l'isolation par l'extérieur de bâtiments haussmanniens en rénovation.

 

La conductivité thermique atteinte par un enduit Fixit 222 Aerogel est de λ = 0,028 W/(m.K). La start-up française Enersens développe Parex.It, une autre solution d'enduit isolant chargé en aérogel, avec l'aide de plusieurs laboratoires et en collaboration avec Parex Group.

 

Ces enduits demeurent respirants et perméables à la vapeur d'eau, tout en apportant un  λ supérieur à celui des meilleurs polystyrènes expansés (PSE). Ils conviennent particulièrement bien à la réhabilitation de bâtiments existants très anciens, dont la structure contient des pans de bois.

 

Ou bien aux bâtiments neufs en briques monomur. L'emploi de ces enduits à l'extérieur sur des briques monomur devrait apporter une isolation thermique suffisante pour atteindre les niveaux RT2012 et Bepos, sans ajout d'isolation intérieure.

 

Solution 2 : L'aérogel de silice

 

 

© Cabot Corporation

 

L'aérogel de silice est composé de minuscules granulés hydrophobes de 0,5 à 4 mm de diamètre, composés de 95 à 98% d'air emprisonné, de 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 initialement par le canadien Cabot Corporation pour des emplois dans des parois vitrées. Le fabricant recommande de le couler dans des vitrages, des panneaux de polycarbonate ou de polyester pour créer des parois verticales ou horizontales, transmettant la lumière, tout en assurant une isolation thermique et phonique hautement efficace.

 

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

 

Pour remplacer des panneaux de Polyester en toiture

 

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

 

Ces panneaux assurent à la paroi, une valeur d’isolation thermique U = 1,93 (W/m².K) et une valeur TL >  50%. AirSun et Ecodis utilisent l'aérogel en remplissage des cavités du polycarbonate de leurs voûtes, lanterneaux et exutoires de fumée. Ce qui améliore la diffusion de lumière naturelle, apporte une isolation acoustique suffisante pour atténuer fortement le bruit de la pluie et une isolation thermique élevée. L'allemand Okalux incorpore l'aérogel de silice Okagel dans ses propres parois double-vitrage.

 

Solution 3 : Les isolants sous vide

 

 

© Isover

 

Les plus performantes parmi ces nouvelles solutions demeurent les isolants sous vide. Leur λ descend à 0,005 W/(m.K) en moyenne, soit plus de 4 fois mieux que les meilleurs PU, PIR et autres PF et plus de 6 fois mieux 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 bien avec 16,8 cm de PU, PIR ou PF et avec 25,6 cm de laine de verre. L'atout de ces isolants, c'est le vide qui fournit une très efficace barrière à la transmission de chaleur.

 

Mais leur problème, toutefois, c'est aussi le vide qui impose une mise en œuvre tout à fait différente de celles des autres isolants thermiques. Les isolants sous vide sont disponibles sous forme de panneaux rigides, constitués d'une matière très poreuse – la silice dans le cas d'Isovip d'Isover Saint-Gobain – hermétiquement emballé dans une enveloppe métallique étanche à l'air. Ce n'est pas une idée nouvelle.

 

Le principe est connu depuis un siècle. Les premier 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, plié et soudé autour du panneau rigide dans lequel est fait le vide. La durée de vie de l'étanchéité des  VIP est donnée pour 50 ans.

 

Maintenir le vide à tout prix !

 

Le problème du VIP est qu'il faut maintenir le vide : on ne peut pas couper les panneaux sur le chantier pour terminer le calepinage d'une paroi. Comme la fabrication de ces panneaux est relativement complexe, les fabricants proposent un petit nombre de dimensions standards, dont il faut optimiser l'emploi dans un savant calepinage pour minimiser les surfaces qui seront isolées à l'aide d'autres matériaux pour compléter le calepinage.

 

Une bonne 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 plutôt à des concepteurs de systèmes qui incorporeront Optim-R dans leurs solutions en 2016.

 

Isover et Siniat ont développé leur propre système complet pour le calepinage et la mise en œuvre de leur VIP. Isover a pris le soin d'obtenir une certification Acermi des performances d'Isovip, un Avis Technique détaillant la mise en œuvre et a également développé un outil numérique pour optimiser le calepinage. Les panneaux VIP sont utilisables pour l'isolation des parois verticales, des sols et des toitures.

 

Le coût des VIP est encore élevé et atteint environ 250 € HT/m² fourni et posé, pour R = 4. Leur emploi est toutefois pleinement justifié, dés à présent, lorsque le prix du m² des bâtiments à rénover atteint et dépasse 5 000 €. L'emploi du VIP permet d'atteindre une isolation thermique élevée avec une perte de surface au sol minimale.

 

 

Source : batirama.com /Pascal Poggi

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