Dans le secteur du bâtiments, il existe une très grande variété d’isolants thermiques.
Laine de verre, laine de roche, laquelle est la plus performantes ?
Y a t’il une différence entre les polystyrènes expansés et extrudés ?
Quels seront les isolants de demains ?
Réponses dans ce dossier.
Les isolants dits “isolants minces” suscitent actuellement beaucoup de controverses et de débats. Certains les décrivent comme des solutions miracle, d’autres au contraire remettre sérieusement en doute leurs performances. Faute de procédure de test objective, il est difficile de tirer des conclusions définitives à ce jour.
Quoi qu’il en soit, les isolants minces tireraient avant tout leur performance de leur faculté à bloquer les échanges radiatifs. Or, la majorité des isolants du bâtiments interviennent dans le domaine des échanges conductifs. Ainsi, dans un soucis de cohérence et d’impartialité, ce dossier se limitera à cette seconde catégorie d’isolants (de loin la plus répandue).
Laines de verre et de roche
C’est très certainement l’isolant le plus répandu dans les maisons et les bâtiments tertiaires. Fabriquées à partir de silicium (cas de la laine de verre) ou de basalte (cas de la laine de roche), il est nécessaire de porter ces matériaux jusqu’à la fusion avant de les filer, pour former les fibres. Assemblées, ces dernières constitueront la laine.
Performance thermique : ? compris entre 0.032 et 0.042 W.m-1.K-1
Format : en rouleaux à dérouler (avec pare-vapeur ou non), en plaques semi-rigides, en flocons à souffler
Avantages : coût, découpes faciles, possibilité de fabrication à partir du verre recyclé (pour la laine de verre), classement incendie A1 (en Eurocode, anciennement M0 soit incombustible)
Inconvénients : résistance à l’écrasement, tassement avec le temps, consommation d’énergie à la fabrication, poussières et désagrément à la mise en œuvre



Les polystyrènes expansés et extrudés
Ce sont deux isolants très répandus, et souvent assimilés à un seul et même isolant. Dans les deux cas, il s’agit d’une mousse composée de styrènes (polymères) et de gaz. La principale différence entre les polystyrènes expansés et extrudés réside justement dans le gaz de remplissage. Pour le PSE, il s’agit d’air ; pour le XPS, il s’agit d’un gaz plus performant thermiquement, mais bien souvent à effet de serre (ex : CO2, hydrofluorocarbure, …)
Performance thermique : ? compris entre 0.029 et 0.038 W.m-1.K-1 (à l’avantage du polystyrène extrudé).
Format : en plaque brutes, en plaques associées à une plaque de plâtre (pour accélérer la pose).
Avantages : coût, découpes faciles, peu consommateur de matières premières (contient plus de 95% d’air pour le polystyrène expansé), rigidité, résistance à l’écrasement (application en sols sous chape)
Inconvénients : friable, issu de matériaux non-naturels (polymères), peut contenir des gaz à effet de serre (notamment dans le cas du polystyrène extrudé très performant, qui est rempli de HFC), nécessité de les associer à une plaque de plâtre pour obtenir une réaction au feu acceptable (typiquement B-s1,d0 en Euroclasse, M1 en classification française)

Le polystyrène graphité
Il s’agit d’un PSE dans lequel sont incorporées des particules de graphite, ce qui donne une couleur gris foncé au matériau. Ces particules se comportent comme un très grand nombre de miroirs microscopiques, qui permettent de bloquer les échanges radiatifs au sein même du matériau (à l’intérieur de ses pores).
De fait, le coefficient d’isolation se trouve grandement amélioré, en comparaison d’un simple isolant de type PSE.
Performance thermique : ? compris entre 0.031 et 0.032 W.m-1.K-1
Format : en plaque brutes, en plaques associées à une plaque de plâtre (pour accélérer la pose).
Avantages : découpes faciles, peu consommateur de matières premières (contient plus de 95% d’air), rigidité, résistance à l’écrasement (application en sols sous chape)
Inconvénients : friable, issu de matériaux non-naturels (polymères), plus couteux que le PSE non-graphité, nécessité de l’associer à une plaque de plâtre pour obtenir une réaction au feu acceptable (typiquement B-s1,d0 en Euroclasse, M1 en classification française) ; très sensible au soleil, même pendant de courtes durées (y compris pendant la pose).

Les laines de bois et mélangées bois/chanvre
Il s’agit d’une laine composé en grande partie de bois (plus de 90%, variable en fonction des fabricants). En pratique, elle est souvent composée d’un mélange de bois et de chanvre. Les grosses fibres de bois et les fines de chanvre permettent en effet de renforcer la compacité et la stabilité mécanique du matériau.
Performance thermique : ? compris entre 0.038 et 0.042 W.m-1.K-1
Format : en rouleau (comme la laine de verre), en flocons à souffler, en plaque semi-rigides.
Avantages : issue d’un matériau naturel (voire recyclé), facilité de découpe, mise en œuvre aisée (cas des panneaux rigides), peu ou pas de poussières nocives,
Inconvénients : mise en œuvre délicate et limitée (cas des rouleaux), performance thermique inférieure à la laine de verre, ce qui implique une plus forte épaisseur pour une isolation identique, peu de résistance à l’écrasement (sauf plaques haute-densité)

Le liège expansé
Il s’agit directement du liège provenant des arbres, qui est broyé puis aggloméré. Le liège peut être récolté tous les 7 ans, sans être destructif pour l’arbre. Utilisé en plancher (sous chape ou parquet), il a aussi des propriétés acoustiques (matériau résilient).
Performance thermique : λ compris entre 0.038 et 0.042 W.m-1.K-1
Format : en rouleau fin, en flocons à souffler, en plaque rigides.
Avantages : issue d’un matériau naturel, facilité de découpe, mise en œuvre aisée, peu ou pas de poussières nocives, très bonne résistance à la compression et résilience acoustique (application en plancher sous chape)
Inconvénients : performances thermiques inférieures aux isolants courants, ce qui implique une plus forte épaisseur pour une isolation identique


La mousse résolique (ou plénolique)
Les mousses résoliques, également appelées mousses phénoliques, ne sont pas encore très répandues en tant qu’isolant, en dépit de performances thermiques élevées. Il s’agit d’une émulsion d’un phénoplaste (ou résine phénol-formaldéhyde) : la bakélite.
De par ses excellentes propriétés physiques, la bakélite est utilisée –entre autres- dans les armes à feu, les appareils électriques (en tant qu’isolant), les billes de billard ou encore certains stylos haut de gamme (Mont Blanc, pour ne pas les citer).
Performance thermique : ? compris entre 0.018 et 0.025 W.m-1.K-1
Format : plaques rigides
Avantages : Bonne réaction au feu (typiquement B-s1,d0 en Euroclasse, M1 en classification française), performances thermiques parmi les meilleures du marché, facilité de mise en œuvre (aisément découpable à la scie), résistance à l’écrasement (application en sols sous chape)
Inconvénients : issue de résine de phénol-formaldéhyde (matériau non naturel), sensibilité à l’humidité et au soleil, coût, manque de recul pour utilisation en tant qu’isolant


Les aérogels de silice
Les aérogels de silice sont les isolants actuels les plus performants. Encore très peu répandus, seuls quelques projets à vocation de recherche les emploient. Cependant, une arrivée sur le marché grand public est à prévoir rapidement.
Il s’agit d’un gel (composé de silice, comme son nom l’indique), qui contient avant tout une très grande quantité d’air (plus de 95%), sous forme de pores fermées de quelques nm (nano mètres, milliardièmes de mètres) non communicantes.
Performance thermique : ? compris entre 0.012 et 0.018 W.m-1.K-1
Format : encore indéfini ; quelques applications en mélange dans des mortiers, en plaques semi-rigides et en rouleaux fins.
Avantages : performances exceptionnelles, matériau naturel et abondant (silice), ininflammable (pas encore classé, mais très certainement A1 ou A2-S1, d0 en Euroclasse, anciennement M0 soit incombustible), perméable à la vapeur d’eau (respirant) mais étanche à l’eau
Inconvénients : encore au stade de recherche, coût, résistance à l’écrasement présumée, emploi pur a priori difficile, le peu d’application fait que l’on manque de recul quant à la durabilité.


Comparatifs et synoptiques
Nous venons de voir des chiffres, qui sont parfois difficile à appréhender. Voici deux synoptiques de comparaisons des différents types d’isolant.
Sur ce premier graphe, nous voyons la différence de performance entre les isolants. Plus ils sont situés bas dans le tableau, plus ils sont efficaces.

Les valeurs des performances ne sont pas toujours très parlantes. Aussi, le graphe suivant permet de voir l’épaisseur nécessaire pour atteindre une valeur d’isolation donnée (ici R = 4 m².K/W).

Nous voyons ainsi que pour atteindre l’isolation visée, il faut presque trois fois plus de liège que d’aérogel de silice.