Le polystyrène expansé

Le polystyrène expansé est le matériau le plus utilisé en tant qu'isolant thermique. À première vue son processus de fabrication semble nocif à l'environnement car il est issu de traitement de déchets pétroliers. 

Cependant son excellente performance thermique permet de réduire drastiquement la consommation d'énergie d'un ménage. 

À titre d'illustration, un habitat isolé avec 100 m² de polystyrène expansé PSE peut réduire de 90% la consommation en chauffage comparé à un habitat non isolé. 

En plus d'être entièrement recyclable, c'est donc un matériau qui présente un intérêt environnemental et climatique important.

Polystyrène expansé PSE : sa fabrication

Le polystyrène expansé PSE est obtenu à partir du traitement de molécules de styrène que l'on retrouve dans les déchets inutilisés lors du raffinage de pétrole. Le styrène subit alors une polymérisation, c'est-à-dire une réaction chimique qui transforme le styrène en polystyrène après un réchauffement à la vapeur d'eau. Le résultat obtenu est alors une plaque blanche appelée "Styromousse à billes" ou "styro blanc". Le produit final est donc fréquemment utilisé comme isolant thermique dans l'habitation ou comme emballage.

Conditionnement et utilisation 

Bénéficiant d'une densité très faible, le Polystyrène expansé est composé à 98% d'air et seulement 2% de matière. Cette propriété fait du polystyrène expansé un excellent amortisseur de choc idéal pour l’emballage de produit fragile.

Utilisé dans le bâtiment pour l’isolation thermique, c'est un matériau qui s’adapte et s’installe facilement. Sa forme en panneaux permet en effet une utilisation aisée sur les murs extérieurs et intérieurs, dans les sous-sols et planchers ainsi que pour la toiture. 

Certains types de polystyrènes expansés ayant une densité de type 2 et 3, ont une bonne résistance à l'humidité permettant ainsi une installation sous les dalles. Ce matériau est parfaitement adapté pour une construction neuve ou une rénovation.

 Propriétés et performances

Bien qu'obtenu par l'exploitation de déchets inutilisés dans le traitement du pétrole, le polystyrène expansé présente un bilan environnemental correct. Entièrement recyclable, sa production ne nécessite pas l'utilisation d'importantes matières premières nouvelles. 

C'est une particularité qui a son importance puisque sa fabrication permet la sauvegarde des ressources naturelles. Le polystyrène expansé PSE possède de bonnes performances et présente notamment un coefficient de conductivité thermique entre 0,033 et 0,038 W/m.K.

 Le polystyrène expansé est un matériau qui isole mal contre le son. Le polystyrène expansé ne possède pas de composés retardateurs de flamme tels que le HBCD (hexabromocyclododécane), et peut donc produire des vapeurs très toxiques pour l’homme en cas d’incendie.

Certains types de polystyrènes expansés présentent une très bonne résistance à l'humidité. Il s'agit du polystyrène expansé de type 2 (avec une densité R-4,03) et de type 3 (densité de R-4,15). De nature hydrophobe, ces types de polystyrènes expansés ont une très faible capacité d'absorption de l'eau ce qui permet une bonne étanchéité.

Le polystyrène extrudé

Tout comme son concurrent, le polystyrène expansé PSE, le polystyrène extrudé est aussi un isolant thermique très utilisé dans la construction de bâtiment. 

Obtenu par le traitement de styrène récupéré durant le raffinage de pétrole, le polystyrène extrudé se distingue du polystyrène expansé grâce à sa densité et son imperméabilité plus importantes. 

Les atouts principaux de cet isolant sont d'abord le prix, relativement accessible, et sa grande adaptabilité avec une meilleure résistance à la compression et à l'humidité.

Polystyrène extrudé : sa fabrication

La fabrication du polystyrène extrudé suit en partie le même processus que celle du polystyrène expansé. Il s'agit d'une polymérisation de billes de monomère de styrène récupérées dans les déchets lors du raffinage du pétrole. La différence fondamentale dans la fabrication c'est qu'ici, les billes de monomère de styrène sont extrudées par un agent gonflant qui est soit du gaz carbonique (CO2) soit de l'hydrofluorocarbure (HFC). Cette particularité dans la fabrication permet au polystyrène extrudé d'avoir une plus forte densité ainsi qu'une performance technique supérieure.

Conditionnement et utilisation

En raison de cette différence de fabrication, le polystyrène extrudé est adapté pour tous types d'isolation thermique. Il peut être installé sur les murs intérieurs et extérieurs, le plancher, les combles et les rampants. 

Sa résistance à l'humidité lui confère un usage particulièrement intéressant pour l'isolation en extérieur notamment pour les dalles, la toiture et les murs par l'extérieur, mais aussi pour les terrasses circulables ou végétalisées.

La très faible perméabilité à l'eau de ce matériau l'empêche cependant d'être adapté pour les rénovations de bâtiments anciens. Ainsi, le polystyrène extrudé est utilisé quasiment exclusivement pour les constructions nouvelles. Il est de manière générale utilisé pour isoler la dalle ou les soubassements.

Tout comme le polystyrène expansé, le polystyrène extrudé se présente sous forme de panneaux qui permettent une installation facile. 

Son poids est en revanche plus lourd en raison de sa densité plus importante de 30 à 40Kg/m3 contre 10 à 30 Kg/m3 pour le polystyrène expansé.

Propriétés et performances

Le polystyrène extrudé offre une très bonne performance en tant qu'isolant avec un coefficient de conductivité thermique de 0,027 à 0,040W/m.K. Il bénéficie également d’une très bonne étanchéité et donc une très bonne résistance à l'humidité.

Le polystyrène extrudé présente un inconvénient non négligeable : il a un bilan environnemental insatisfaisant. En effet, l'utilisation d'agent de gonflement dans le processus de fabrication participe à l'émission de gaz à effet de serre. 

L'apparition d'une nouvelle génération d'agent de gonflement appelé HFO (hydrofluoroléfine) qui aurait moins d’impact sur le réchauffement climatique pourrait apporter un changement significatif dans l'évaluation de ce matériau. En cas d’incendie il peut dégager des gaz toxiques et cancérigènes pour l’homme. 

Le polystyrène extrudé n’est pas un matériau recyclable et mettra plusieurs années à se désagréger.

Le polyuréthane

Le polyuréthane est communément considéré comme le matériau avec le plus grand pouvoir isolant. Bien que son coût soit supérieur aux autres matériaux, le polyuréthane est un isolant thermique très efficace et dotée d'une bonne résistance aux compressions et à l'humidité.

Polyuréthane : sa fabrication

Le polyuréthane est fabriqué par la polymérisation d'uréthane, un composé produit par la réaction chimique entre un isocyanate et du polyol. Ces deux composants sont issus principalement de la chimie du pétrole. 

L'utilisation d'un agent gonflant tel que le pentane va ensuite permettre la création d'une mousse rigide désignée "mousse PU" et qui servira, dans sa finalité, d'isolant thermique.

Le polyuréthane est aussi disponible sous forme de panneaux. Dans ce cas, le procédé de sa fabrication consiste à injecter cette mousse PU entre deux plaques de bois appelées OSB (Oriented Strad Board). 

Cette armature est constituée de plusieurs couches de lamelles de bois compressées puis encollées à l'aide de résine et de cire. L'utilisation du polyuréthane sera alors différente selon qu'il est sous forme de mousse ou alors en panneaux.

Conditionnement et utilisation

Idéal pour l'isolation en intérieur, le polyuréthane sous forme de mousse permet d'éviter l'apparition de zones ponctuelles ou linéaires qui présentent une variation de résistance thermique dans un bâtiment. 

D'abord sous forme liquide dans une bouteille, le polyuréthane est projeté directement sur la surface à isoler, pour ensuite former la matière mousse qui peut avoir une densité de 18 à 50Kg/m3.

 C'est donc un isolant thermique intéressant pour la partie intérieure des toitures, des murs et du plancher. 

En revanche, la pose de la mousse de polyuréthane est difficile et requiert un professionnel formé et équipé d’une combinaison. La toxicité du produit pendant son passage de l'état liquide à mousseux après la projection demande quelques précautions.

 Le polyuréthane en panneaux, peut être utilisé comme isolant thermique même pour les installations en extérieur comme les soubassements, les dalles et les terrasses. Il est également possible pour un particulier de procéder à l'installation des panneaux contrairement à la mousse de polyuréthane.

 L'utilisation de mousse de polyuréthane est incompatible avec une autre couche d'isolant, ce qui n'est pas le cas du polystyrène expansé par exemple.

Propriétés et performances

Le polyuréthane bénéficie du plus grand pouvoir isolant avec son coefficient de conductivité thermique de 0,022 à 0,028 W/m.K. Il ne nécessite pas d’être posé en grosse épaisseur pour une performance thermique optimale : une épaisseur entre 2 et 20 cm suffit pour le polyuréthane en mousse et entre 3 et 20 cm pour le polyuréthane en panneaux.

D'un point de vue environnemental le polyuréthane n'est pas l'isolant le plus exemplaire dans la mesure où il nécessite des agents de gonflement, facteur de production de gaz à effet de serre, nocifs pour le climat.

Ce matériau isolant protège peu de la chaleur, ce qui peut être problématique pendant la saison de l'été et il n'a pas de propriétés insonorisantes, ni antifeu.