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Isolants minces : une disparité dans les caractéristiques

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Isolants minces : une disparité dans les caractéristiques

Lorsque le PMR assure la fonction d’écran de sous-toiture, il est indispensable de créer une lame d’air ventilé entre la couverture et l’isolant pour assurer une réduction des transferts thermiques en provenance de la couverture vers les combles en été. (Doc. D.R.)

Considérés soit comme une alternative aux isolants classiques, soit comme des compléments d’isolation, les isolants minces multicouches réflecteurs (PMR) suscitent le débat.

Les isolants minces ­multicouches réflecteurs rencontrent un réel succès commercial auprès des particuliers et des prescripteurs, qui y trouvent une réponse à un problème récurrent, à savoir l’épaisseur de l’isolant. Avec ces produits, ils peuvent s’affranchir de cette difficulté puisque, mis en place, il sont trois à cinq fois plus minces – lames d’air incluses – que les isolants habituellement utilisés.

Le Syndicat des fabricants d’isolant réflecteurs minces multicouches (Sfirmm) en donne la définition suivante : « Les isolants minces multicouches réflecteurs sont des complexes techniques de faible épaisseur (max. 42 mm) composés d’un assemblage de films réflecteurs métallisés et de séparateurs associés (ouates, mousses, laines animales ou végétales, etc.). Ils agissent simultanément sur tous les modes de déperdition thermique (rayonnement, convection, conduction…) et sont en particulier très efficaces pour limiter les échanges par rayonnement, qui constituent une part très significative de ces mêmes déperditions. » Il existe une grande variété de systèmes avec des caractéristiques très différentes. Les plus courants sont composés d’un ou deux films réfléchissants associés à une seule couche de fibres synthétiques et jusqu’à trois rangées de bulles d’air, ou encore d’une ou de plusieurs couches de fibres synthétiques et de mousse plastique alvéolaire, séparées par des films réfléchissants. Ces produits ­seront mis en œuvre dans le neuf comme en rénovation – toiture, combles, murs et sols. Alain Leluan, président du Sfirmm, insiste sur « la qualité nécessaire des produits et process qui sont le fruit d’une recherche et de la mise en place d’un véritable processus industriel ». Toutefois, il convient d’être vigilant dans le choix de ces produits pour lesquels il n’existe pas de normalisation. D’où de grandes disparités de qualité.

À côté de ces isolants, se développe depuis peu une nouvelle génération d’isolants minces qui assurent aussi la fonction d’écran de sous-toiture. Considérés comme des compléments, ils limitent les apports solaires pendant l’été, via leurs propriétés de réflexion. Elles sont obtenues en recouvrant l’écran sur ses deux faces d’une fine couche d’aluminium. Souples, ils sont composés d’un matelas d’ouate de polyester associé à deux parements, à la fois réfléchissants et respirants. C’est la condition pour qu’ils soient efficients et n’occasionnent aucun dégât. Ces isolants écrans doivent présenter, contrairement aux isolants minces habituels, une très forte perméabilité à la vapeur d’eau permettant une pose avec lame d’air immobile en sous-face sans risque de condensation.

Ici, l’écran peut être posé sur les chevrons de la charpente – en face froide de la couverture, il n’aura donc aucune fonction de pare-vapeur.

Réduction des échanges thermiques par rayonnement entre deux parois

Le pouvoir isolant des produits minces réfléchissants provient de la réflexion, contrairement à celui des isolants classiques, basé sur la conduction. En été, ils renvoient vers l’extérieur le rayonnement solaire et, en hiver, ils stoppent le froid, tout en restituant la chaleur émise à l’intérieur de la pièce. Il s’agit d’un principe physique connu qui consiste à réduire les échanges thermiques par rayonnement entre deux parois en diminuant l’émissivité de l’une des deux surfaces en vis-à-vis. C’est dans la performance réelle ou supposée de ces isolants que la polémique fait rage. D’un côté, le Sfirmm revendique des performances, sinon supérieures, du moins égales à un isolant classique en laine minérale ou PSE de forte épaisseur. De l’autre, le Cstb et les industriels de l’isolation ne voient dans ces produits qu’une fonction de complément.

D’ailleurs, de plus en plus de produits ont aujourd’hui des Avis techniques délivrés par le Cstb et les premiers agréments techniques européens (ATE) viennent de paraître (voir Les Cahiers techniques du bâtiment, n°277, mars 2008, p. 9). En outre, certains de ces fabricants viennent de se ­regrouper au sein de l’Association pour la promotion des produits minces réfléchissants (AFFRR). Cette instance a été créée « pour représenter les industriels des produits minces réfléchissants (PMR) qui respectent la légitimité des instances officielles et soumettent leurs produits aux procédures reconnues d’évaluation », explique son président Jean-Michel Bonnet.

De fait, la polémique porte sur les méthodes d’essais utilisées pour caractériser les performances de ces produits. Pour Alain Leluan : « Les isolants minces réflecteurs multicouches ne fonctionnent pas comme les isolants classiques. Le piège, c’est de se contenter de mesurer leurs performances comme s’il s’agissait d’isolants épais. Nous ne ­refusons pas l’essai à la boîte chaude, mesurer les caractéristiques des matériaux suivant la méthode des éprouvettes présente bien sûr un intérêt. Ces tests en laboratoire peuvent tout à fait être utilisés de façon courante, par exemple, pour contrôler la fabrication des produits, y compris celle des ­isolants minces. »

Mais selon lui, cela ne suffit pas pour déterminer l’efficacité thermique des matériaux : « Il faut passer des essais en laboratoire aux essais in situ, sur des constructions soumises aux diverses sollicitations climatiques. Les essais que nous avons réalisés, suivant une procédure ­rigoureuse, révèlent que les isolants minces présentent des performances globalement équivalentes à celles des isolants épais, lorsque ces derniers sont mis en œuvre avec un écran de sous-toiture. En revanche, nous obtenons de meilleures performances en absence de sous-­toiture. Nos essais montrent aussi que, selon les saisons, les isolants sont plus ou moins performants. Au printemps, lorsque le chauffage est stoppé et qu’il y a du soleil, les isolants classiques peuvent avoir un léger avantage. En été, au contraire, les isolants minces, parce que réflecteurs, sont plus performants et l’on connaît l’importance des consommations d’énergie liées à la climatisation et au rafraîchissement ».

Les industriels de l’isolation et du Cstb ne sont pas du même avis. Par le biais du GS20 (commission chargée de formuler des Avis techniques dans ce domaine), ils expliquent que les isolants ­mince, comme les autres, doivent se plier aux règles habituelles pour en tester leurs performances : « Un produit (ou procédé) d’isolation thermique de bâtiment est caractérisé par sa résistance thermique qui prend en compte son comportement en matière de convection, de conduction et de rayonnement. Et plus la résistance thermique R d’un produit ou d’une paroi est élevée, meilleure est la performance d’isolation, ce qui diminue les déperditions en hiver et les apports solaires en été. »

Résultat : selon les tests pratiqués par le Cstb, et contestés par le Sfirmm, les produits minces apparaissent comme beaucoup moins performants qu’un isolant classique, type laine minérale ou PSE. Idem au niveau européen pour les résultats performances affichés par les produits bénéficiant des premiers ATE. C’est ce qu’explique Caroline Lestournelle, secrétaire générale du Syndicat des fabricants d’isolants en laines minérales manufacturées (Filmm) : « L’un des produits testé pour obtenir l’ATE, d’une épaisseur de 30 mm, a une résistance thermique intrinsèque de 0,85 m2.K/W. Celui de 7 mm obtient une résistance thermique de 0,20 m2.K/W. Associés à deux lames d’air non ventilées de 20 mm chacune, ces PMR permettent d’obtenir des résistances thermiques respectivement de 1,75 et de 1,1 m2 K/ W.

Ces valeurs, désormais européennes, déjà démontrées par des organismes et des ­laboratoires français, sont conformes aux ­valeurs théoriques prévues par les lois de la physique. » Pour ceux qui défendent cette approche, les isolants minces ont tout à fait leur place dans un système d’isolation, mais uniquement en complément. Associés à des isolants traditionnels, ces produits permettent de répondre plus facilement aux exigences de la réglementation thermique en évitant, s’ils sont posés correctement, les entrées et mouvements d’air qui provoquent des pertes énergétiques. Ils constituent également une barrière efficace au passage de la vapeur d’eau et protègent ainsi l’isolant traditionnel de dégradations dues à cette même vapeur.

De fait, depuis le 1er novembre 2007, la réglementation va dans ce sens, à travers la mise en application de l’arrêté du 3 mai 2007. Ainsi, que ce soit dans la construction neuve ou dans l’existant, seule la résistance thermique « R » est désormais prise en compte pour caractériser les performances des isolants.

En cas de mauvais positionnement, un risque de condensation

En revanche, les conditions de pose mettent d’accord tous les ­intervenants. Ces isolants requièrent une mise en œuvre parfaite. De la pose dépend, en grande partie, la performance. Il existe, par exemple, un risque de condensation s’ils sont mal positionnés dans la paroi. On peut parfois constater dans le temps une dégradation des films réfléchissants, sous l’action de la poussière, des salissures et de l’humidité. La mise en œuvre elle-même, peut être source de problèmes en générant, dans certaines configurations, des ponts thermiques. L’avantage des Avis techniques est qu’ils fixent très clairement les conditions.

Ils doivent donc être mis en place de manière à ce qu’ils soient étanches à l’air pour éviter les ponts thermiques. Trois règles sont essentielles en premier lieu, il convient de poser le produit tendu avec un recouvrement d’au minimum 50 mm et ledit recouvrement doit être effectué sur un support bois. Dans le cas d’une installation dans les combles, il s’agira des chevrons.

Si l’on a affaire à de la volige, il sera nécessaire de recréer une lame d’air verticale et latérale avec un jeu de tasseaux perpendiculaires les uns aux autres. C’est l’autre principe d’une pose réussie excluant tout problème d’humidité et de condensation. Comme les autres isolants, les produits minces requièrent la présence d’une lame d’air ventilée de 40 mm au minimum entre le produit et la couverture extérieure, et une lame d’air non ventilée de 20 mm minimum entre l’isolant et le parement intérieur. Toujours pour une parfaite étanchéité à l’air des produits, il est nécessaire d’assurer un chevauchement de 50 mm entre l’isolation des murs (quelle qu’elle soit) et celle de la couverture. Idem lorsque l’on est confronté à une impossibilité de passer sous les pannes intermédiaires. En ce qui concerne les adhésifs qui peuvent se décoller, des progrès ont été réalisés mais, compte tenu des changements de température et d’ambiance en sous-toiture, des décollements peuvent s’observer. C’est pourquoi le recouvrement de 50 mm est capital ainsi que l’agrafage régulier du produit (tous les 50 mm) sur les chevrons ou tasseaux, assurant ainsi une bonne étanchéité à l’air.

Pour les produits qui assurent également la fonction écran de sous-toiture, la mise en œuvre est différente. Elle est d’ailleurs réalisée par le couvreur et non par l’entreprise qui assure l’isolation. Avec ces produits, il s’agit de créer, en sous-face de la couverture, une lame d’air non ventilée entre l’isolant classique, type laine minérale, et l’écran complément d’isolation. Cette lame d’air inerte contribue à renforcer l’isolation thermique.

Son épaisseur est d’au minimum 20 mm entre l’isolant sous rampant et l’écran. Non ventilée, elle exige une attention particulière lors de sa mise en œuvre. Il s’agit d’assurer un calfeutrement correct sur toute la surface de la couverture, et plus particulièrement aux points singuliers tels rives, égout ou émergence de toiture. De même, pour une réduction des transferts thermiques en provenance de la couverture vers les combles en été, la lame d’air ventilée, située cette fois entre la couverture et l’isolant, revêt une importance capitale. Elle peut être obtenue par la mise en place de contre-lattes, clouées sur le chevronnage une fois que l’écran est en place. Avec l’emploi d’un faîtage à ventilation continue, associé à des entrées d’air linéaires à l’égout (plutôt que la mise en place de chatières), la convection naturelle et l’effet de cheminée (tirage thermique) s’en trouvent améliorés. Ces contre-lattes assurent également la fixation définitive de l’écran et reçoivent par la suite le litonnage, support de couverture.

Pour la pose de ces produits dont certains offrent un double Avis technique isolant et écran de sous-toiture, il convient de se référer au cahier des charges de pose des fabricants et aux cahiers des clauses techniques des DTU 40.1 et 40.2, complétés par les dispositions du cahier des prescriptions techniques de mise en œuvre des écrans de sous-toiture – Cahier du Cstb n° 3356 – pour la pose tendue sur les éléments de la charpente support des bois de couverture.

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