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08/05/2019 - ELISE NOYEZ

LES PANNEAUX D'ISOLATION DURS ET LEURS APPLICATIONS

Pensez en termes de système global et non de produits isolés

Les panneaux d'isolation en plastique ou en mousse dure ont fait leur apparition il y a près de cinquante ans déjà et représentaient alors une avancée technique monumentale. De nouveaux matériaux et procédés permettent aujourd'hui d'optimiser encore la valeur lambda. Pourtant, les références traditionnelles comme l'EPS et le XPS sont encore souvent utilisées. Dans certains cas, c'est même la meilleure solution; dans d'autres, il existe des options plus efficaces. Cet article se penche sur les différentes applications par type de panneau d'isolation et reprend les principaux points d'attention propres à chaque application.

panneaux d'isolation durs
Il est très important que les panneaux d'isolation soient parfaitement alignés

MATERIAUX

La principale différence entre les différents panneaux d'isolation durs, c'est la matière qui les compose. Les panneaux d'isolation en matières naturelles comme la laine de roche ou de verre ne seront pas pris en considé­ration ici. Nous ciblerons les plastiques classiques (EPS et XPS) et les nouvelles mousses dures (PUR, PIR et Resol).

EPS

Le polystyrène expansé est utilisé comme isolant depuis de nombreuses années et se retrouve dans de nombreuses utilisations aujourd'hui dans les systèmes de façade ETICS. L'EPS est bon marché, a une excellente stabilité dimensionnelle et est facile à manipuler, mais les valeurs lambda autour de 0,036 W/mK (EPS simple) ou de 0,031 W/mK (EPS noir, avec couche de graphite) sont moins élevées que celles des autres matériaux d'isolation.

XPS

Le polystyrène extrudé est également un matériau d'isolation bien connu qui, grâce à sa forte résistance à la pression (jusqu'à 700 kPa) et à son étanchéité à l'eau, reste très prisé, surtout pour l'isolation des caves et des sols. Les valeurs lambda varient entre 0,032 et 0,035 W/mK.

PUR

Les panneaux durs d'isolation à base de polyuréthane ou PU existent en versions PUR et PIR. Elles se composent de deux éléments thermodurcissables que l'on injecte entre deux feuilles, d'une autre composition. Le choix de la feuille a un effet important sur la valeur lambda des panneaux PUR: une feuille qui laisse passer la condensation, atteint une valeur d'environ 0,028 W/mK; une feuille étanche atteint une valeur de 0,022 W/mK. La réaction au feu des panneaux PUR est également à prendre en considération. Ce matériau n'atteint en effet que la classe européenne E ou F et peut donc entraîner un fort dégagement de fumées.

PIR

En principe, le PIR est composé des mêmes éléments que le PUR, mais la formule a été modifiée pour en optimiser les propriétés et les performances. Les valeurs lambda des panneaux d'isolation PIR varient de 0,021 à 0,026 W/mK et, grâce à une feuille d'aluminium plus épaisse, la réaction aux flammes de ces produits est également meilleure. Le PIR est donc de classe D.

Resol

Le Resol est un matériau d'isolation à base de bakélite modifiée. La réaction aux flammes est très bonne (Euroclasse B ou C) et les valeurs lambda varient entre 0,020 et 0,018 W/mK. Les panneaux sont presque toujours revêtus d'une feuille ouverte pour une solution qui laisse passer la vapeur. La structure des cellules comme le produit d'injection des panneaux Resol sont différents des produits PU, puisque la mousse Resol vieillit mieux que le PIR et le PUR. Ce matériau est toutefois plus friable et plus sensible à l'humidité que les produits PU.

Isolation sous vide

Parmi les dernières avancées en matière d'isolants durs, on retiendra l'isolation sous vide. On intègre un matériau respirant entre une structure étanche, puis on crée un vide. On obtient alors des valeurs lambda très basses (0,004 à 0,007 W/mK) et donc des épaisseurs sensiblement réduites. Le vide ne peut en aucun cas être interrompu, on ne peut donc ni couper, ni forer dans ces panneaux. Ils doivent être réalisés sur mesure pour être directement intégrés dans la structure. Le coût de ces panneaux est en général cinq fois plus élevé que celui de matériaux d'isolation classiques et les applications se limitent à des situations nécessitant impérativement une épaisseur réduite, comme pour des rénovations d'anciens bâtiments et monuments, ou pour l'isolation de terrasses couvertes.

PRODUITS

Dans l'assortiment actuel de panneaux durs d'isolation, on ne fait pas uniquement une distinction sur la base des matériaux, mais également en fonction des finitions (bordures), des feuilles et des formats. En général, le format standard mesure 1.200 x 600 mm, tandis que les épaisseurs varient entre 20 et 200 mm. Les différentes configurations en termes de matériaux, de finitions et de feuilles sont reprises sur la base de leurs principales appli­cations.

panneaux d'isolation durs
Les façades ventilées dépendent de facteurs tels que la sécurité incendie des matériaux et la protection contre le risque d'infiltration d'eau. On utilise ici des pan­neaux Resol avec film hydrofuge intégré

PRINCIPES GENERAUX

Quelle que soit l'application, on peut garder à l'esprit plusieurs principes généraux quant au choix et à l'application des panneaux d'isolation.

Enveloppe d'isolation

L'objectif est de créer tout autour du bâtiment une seule enveloppe d'isolation. Pour les angles, on optera idéalement pour une pose en quinconce, et on fera bien attention à la zone de transition entre le mur et la toiture.

Etanchéité à l'eau

Une isolation mouillée perdra beaucoup de son efficacité thermique et peut entraîner des problèmes d'humidité dans la construction. Tout risque d'humidité doit être évité. Dans la plupart des cas, la couche de finition ou un film supplémentaire à ajouter suffisent à pro­téger la structure, mais dans certaines situations, l'isolation est constamment exposée à l'humidité, ou pendant de longues périodes – caves, pose de sol au rez-de-chaussée, … – et nécessite l'ajout d'un matériau étanche supplémentaire ou l'utilisation de panneaux d'isolation entièrement étanches. Le XPS est actuellement le seul matériau à satisfaire à cette exigence.

Etanchéité au vent

La circulation de l'air derrière l'isolation est également importante. L'isolation doit être fixée toujours plus dans la continuité ou contre la structure porteuse, tandis que les panneaux d'isolation doivent être parfaitement raccordés entre eux. Pour y parvenir, il faut prendre en compte les aspects suivants:

  • Surface plane: pour un raccord parfait entre la construction et les panneaux d'isolation, la surface de pose doit être parfaitement lisse. Pour les murs, tous les excédents de mortier doivent donc être lissés et pour les sols, on doit utiliser une chape de stabilisé. S'il n'est pas possible d'obtenir une surface bien lisse, dans un projet de rénovation, par exemple, on peut poser des panneaux d'isolation pourvus d'une fine couche de laine de roche qui remplira les irrégularités. Il faut alors bien presser les panneaux.
  • Raccords: les panneaux durs d'isolation doivent être posés en double couche en alignement. Pour un bon raccord étanche aux ponts thermiques, on utilisera idéalement des panneaux à emboîter ou à encoches. Cela simplifie la pose, mais il faut être délicat pour ne pas abîmer les bords et veiller à un raccord toujours bien droit, pour être sûr qu'il n'y ait pas le moindre écart. Les raccords entre panneaux durs d'isolation (PUR, PIR et mousse Resol) doivent ensuite être protégés d'un adhésif. On recommande d'utiliser un adhésif de qualité supérieure avec colle vulcanisante qui réagira à la matière de la feuille. Dans la plupart des cas, les adhésifs bon marché sont nettement moins durables.
panneaux d'isolation durs
Si la construction n'est pas plane, on peut utiliser des panneaux avec une couche de laine de roche

Laisser passer la vapeur?

Le choix entre une isolation pare-vapeur ou qui laisse passer la vapeur, sera très important pour éviter l'apparition de condensation dans la construction et dépendra de l'endroit à isoler. S'il s'agit d'isolation d'extérieur, on travaillera toujours avec un système ouvert, même s'il est toujours possible d'installer une solution étanche. Pour l'isolation intérieure, on préférera un système étanche, ou un film pare-vapeur du côté chaud. Gardez toujours à l'esprit que la circulation de la vapeur n'est pas uniquement importante pour l'isolation et qu'il faut la retrouver dans les éléments et produits annexes. Si vous posez des panneaux d'isolation ouverts à la vapeur, utilisez aussi de l'adhésif aéré, mais hydrofuge, tandis que, pour une structure fermée à la vapeur, utilisez des films et des adhésifs pare-vapeur également.

Sécurité incendie

Dans certaines constructions, comme les façades ventilées, les normes de sécurité incendie sont plus strictes en fonction de la hauteur du bâtiment. Il va de soi que seuls les matériaux d'isolation aux classes incendie correspondantes seront utilisés. Ce qui implique qu'en général, les panneaux d'EPS, de XPS et de PUR seront exclus pour la construction de façades ventilées.

SOLUTIONS BON MARCHE?

Pensez en termes de systèmes

Il est normal après analyse des différentes options de préférer les solutions les moins chères. Mais au final, le moins cher ne le sera pas forcément. Le traitement du matériau, les fixations nécessaires ou encore le transport peuvent aussi impliquer des frais supplémentaires. De plus, les matériaux moins chers impliquent en général une plus grosse épaisseur, avec donc de plus grosses fixations, et un impact à la clé sur la complexité de certains nœuds constructifs et des finitions de l'ensemble. Des murs plus épais réduisent également l'espace de vie et l'apport lumineux.

Pensez en termes de durabilité

Enfin, on conseille également de tenir compte de la durabilité du système. Une construction sur laquelle on a fait des économies en réduisant le nombre de fixations ou la quantité d'adhésif, entraînera plus rapidement des problèmes et pourra coûter beaucoup plus cher à terme. La stabilité thermique du matériau d'isolation est donc à prendre en considération. Autrement dit, informez-vous sur le coût d'investissement initial et sur la durée de vie de chaque système.

panneaux d'isolation durs
Il est important de bien presser et de prévoir suffisamment de fixations

MURS

Murs creux

On utilise en général du PIR pour l'isolation des murs creux, mais le Resol offre aussi une solution intéressante. Le PIR est l'option la moins chère, mais qui implique une plus grande épaisseur. Pour la finition, dans les deux cas, préférez le XPS. Lors de la pose de l'isolation, il est particulièrement important que le mur intérieur soit lisse sur toute la hauteur et que toutes les traces de mortier et autres irrégularités soient nettoyées. On commence ensuite par poser la couche du bas. Pour éviter les problèmes de raccord, cette première couche doit être parfaitement de niveau. Si ce n'est pas le cas, les panneaux seront légèrement de biais et de légères ouvertures finiront inévitablement par apparaître. Les panneaux doivent être posés en raccords alignés. Il est important de bien presser et de prévoir suffisamment de fixations (min. 4/m2). Pour les panneaux PIR surtout, il est important que la feuille ne soit ni abîmée, ni détachée. Cela peut indiquer un produit de moindre qualité et avoir un impact direct sur la valeur lambda du panneau d'isolation.

ETICS

Actuellement, dans 90% des façades ETICS, on utilise de l'EPS, mais la mousse Resol convient aussi. A l'exception de quelques produits spécialisés, le PUR et le PIR ne conviennent pas du tout à l'application dans un système ETICS, car les colles nécessaires ne pénètrent pas directement dans ce type d'isolant. Les produits à feuille d'aluminium ne conviennent pas non plus en général, puisqu'ils ne résistent pas aux traitements alcalins. En principe, pour les façades ETICS, on utilise des systèmes complets certifiés. Ils comprennent une couche intermédiaire d'isolation, une armature, des fixations, du mortier et une couche de finition, et disposent d'un agrément ATG. L'utilisation de systèmes certifiés ATG n'est pas obligatoire et on utilise souvent des produits non certifiés et moins chers. Afin d'éviter cela, une STS est en préparation et la NAV et le CSTC comptent proposer une formation adaptée.

Façade ventilée

Les façades ventilées dépendent de plusieurs facteurs-clés. D'abord, il faut prendre en compte les exigences strictes en matière d'incendie. Par conséquent, l'utilisation d'EPS, de XPS et de PUR est exclue, tandis que les produits PIR à feuille d'aluminium épaisse conviennent en général pour les bâtiments bas (< 10 m). Pour les constructions hautes, on utilisera du Resol, des systèmes certifiés PIR ou, en alternative, de la laine de roche ou du verre cellulaire. Ensuite, il faut impérativement empêcher les infiltrations d'eau dans l'isolation. On appliquera donc un film hydrofuge, mais il existe également des produits qui possèdent déjà cette protection. L'application horizontale de l'adhésif est primordiale. Une pose réussie empêchera l'eau de se glisser dans les panneaux d'isolation. Ensuite, l'ancrage de la structure porteuse pour les éléments de façade est particulièrement important. On peut retenir un des principes suivants: soit on retire un élément d'isolation pour placer l'ancrage, puis on rebouche avec de la mousse PU; soit on place l'ancrage d'abord, on prévoit les découpes nécessaires dans le film du Resol et on enfonce le panneau sur les fixations. La deuxième technique nécessite une meilleure maîtrise et davantage de précision, mais permet aussi d'atteindre une meilleure valeur R, puisqu'il y a moins de trous et découpes.

panneaux d'isolation durs
Le toit sarking est une technique de plus en plus utilisée qui permet une isolation sans perte de place

TOITURES

Toiture plate

Pour une application sur toiture plate, on conseille de prime abord des produits PU. Ces matériaux ont une très bonne résistance à la pression (140 à 150 kPa) et supportent donc mieux les charges de déplacement sur la toiture (par ex. pour l'entretien). Le XPS est encore plus résistant, mais risque de se déformer sous des températures plus élevées. On l'utilisera donc plutôt pour des toitures vertes ou inversées et non pour de simples toitures plates. Les mousses dures Resol avec une résistance de 100 kPa conviennent moins à l'isolation des toitures plates. Les toitures plates sont protégées d'une film en haut et en bas. Le panneau d'isolation et le matériau de revêtement de toiture doivent donc être parfaitement raccordés.

Toiture inclinée

Bien que la laine de roche reste la référence pour les toitures inclinées, une couche supplémentaire d'isolation extérieure en panneaux durs peut apporter un réel plus dans les projets de rénovation comme dans les nouvelles constructions. Les performances techniques s'en trouvent améliorées, mais il s'agit aussi d'une solution aux nœuds constructifs à la jonction entre le toit et le mur. En ajoutant une couche d'isolation extérieure, l'isolation peut déborder de l'isolation du mur. Le PIR comme la mousse Resol conviennent, et le choix de l'un ou l'autre matériau dépendra principalement de la valeur R déjà atteinte. Afin de limiter le risque de condensation, la valeur R de l'isolation doit être d'au moins 1,5 fois (et idéalement 3 fois) supérieure à celle de la couche d'isolation du côté chaud. Plus l'isolation est efficace du côté chaud, plus il sera intéressant d'utiliser du Resol, puisque ce matériau permet de réduire l'épaisseur de l'isolation. L'utilisation de panneaux durs comme isolation primaire dans une toiture inclinée n'est pas intéressante en terme d'acoustique. Il existe de nombreux système de panneaux d'isolation combinés à une sous-toiture en fibre de bois pour un résultat jusqu'à 10 fois plus performant en terme d'acoustique que les panneaux d'isolation seuls.

panneaux d'isolation durs
Les panneaux d'isolation ne doivent pas uniquement être bien alignés; si vous posez plusieurs couches, elles doivent être parfaitement perpendiculaires

SOLS

En principe, les panneaux durs dont nous avons parlé ici, conviennent pour l'isolation des sols. La résistance à la pression est un facteur important, mais comme un revêtement qui répartira la pression, est encore appliqué par-dessus, c'est moins déterminant que pour une toiture plate. On ciblera davantage la hauteur de construction ici. Il est particulièrement important de penser aux films d'une part et à la chape de stabilisé d'autre part. Puisqu'il est essentiel que l'humidité de la construction ou les fuites éventuelles des canalisations ne pénètrent pas la couche d'isolation, il faut poser un film étanche au-dessus et en dessous de l'isolation (ou sous la chape). Avant de poser les panneaux d'isolation, la chape doit être parfaitement sèche. Comptez pour cela une semaine. Comme pour les autres applications, les panneaux d'isolation doivent être posés en alignement.