Les isolants synthétiques : caractéristiques et performances

Les isolants sont des matériaux à faible conductivité thermique empêchant les transferts de chaleur au niveau des sols, des murs et des toitures. Ils sont classés en quatre catégories : isolants minéraux, isolants d’origine végétale, isolants d’origine animale et isolants synthétiques.
Dans cet article, nous vous proposons de passer en revue les différents matériaux entrant dans la catégorie des isolants synthétiques. Dérivés pour la plupart de la pétrochimie, ils doivent leur succès à leur grande efficacité d’isolation, leur longévité et leur bon rapport qualité-prix. Polystyrène expansé ou extrudé, polyuréthane, polyisocynurate, mousse phénolique : nos explications pour tout savoir sur les isolants synthétiques.

Différence entre polystyrène expansé et extrudé

Le polystyrène expansé

Le polystyrène expansé (PSE) est un thermoplastique obtenu par ajout d’un gaz d’expansion faisant gonfler jusqu’à 50 fois des perles de styrène remplies d’air.
Parmi les isolants synthétiques, il est apprécié pour sa légèreté (de 10 à 30 kg/m3 contre 100 à 140 kg/m3 pour la laine de roche), ses performances thermiques (conductivité thermique entre 0,032 et 0,038 W/m.K), ses qualités hydrophobes, sa bonne résistance mécanique et sa longévité (de 50 à 75 ans).
Cet isolant synthétique à l’aspect nid-d’abeilles est généralement employé sous forme de plaques, panneaux ou billes pour l’isolation des toitures, des murs et des sols par l’intérieur ou par l’extérieur.
À noter que cet isolant non perspirant n’est pas conseillé pour les travaux de rénovation des maisons anciennes.
Au niveau écologique, la quantité d’énergie grise (la somme d’énergie nécessaire au cycle de vie des matériaux et des objets) nécessaire pour le polystyrène expansé est de 450 kWh/m³, contre 40 kWh/m³ pour la fibre de chanvre.

Polystyrène extrudé

Le polystyrène extrudé (XPS) est également fabriqué à partir de billes de styrène compressées à l’aide de dioxyde de carbone (CO2) ou de gaz HFC (hydrofluorocarbures).
Dense et léger à la fois (de 30 à 40 kg/m3), le polystyrène extrudé, comparé au polystyrène expansé, offre des résultats supérieurs en matière de résistance à la compression (70 000 kg/m² max) et de performances thermiques (conductivité thermique entre 0,029 et 0,037 W/m.K).
Résistant au froid, à l’eau et au vent, il fait partie des isolants synthétiques qui peuvent être utilisés dans des conditions climatiques extrêmes pour isoler par l’extérieur ou l’intérieur la toiture, les combles, les murs et le sol.
En matière d’énergie grise, le polystyrène extrudé atteint 850 kWh/m³.

Le polyuréthane et le polyisocynurate

Le polyuréthane

Le polyuréthane expansé (PUR) est un plastique alvéolaire obtenu à partir de polyol, demethylène diisocyanate (MDI) et HFC ou CO2.
Léger (40 kg/m3), il présente une bonne résistance à la compression et à l’humidité. Son coefficient thermique situé entre 0,021 et 0,028 W/m.K. le place parmi les isolants synthétiques les plus performants.
En revanche, tout comme le polystyrène, il montre peu de performances notables en matière d’isolation phonique.
Le polyuréthane est disponible sous forme de :

  • Panneaux rigides généralement recouverts de plaque de plâtre, d’aluminium, de fibre de verre ou de kraft, garantissant une bonne étanchéité à l’air.
  • Mousse expansive ou projetée permettant d’isoler (en construction ou en rénovation) les endroits difficiles d’accès de la maison comme les combles perdus.
  • Bombe aérosol facilitant le colmatage des interstices et des failles.

Le polyuréthane affiche un bilan en énergie grise de 1 100 à 1 200 kWh/m3. À titre de comparaison avec des produits naturels, le score d’un panneau de liège est de 450 kWh/m³, celui de la cellulose de bois est de 50 kWh/m³.

Le polyisocynurate

Le polyisocyanurate (PIR) est un matériau dérivé du polyuréthane. Il se distingue par sa légèreté (environ 30 kg/m3) et un coefficient thermique parmi les meilleurs des isolants synthétiques, soit environ 0,024 W/m. K. Il peut donc être utilisé en plus faible épaisseur et permet d’empiéter au minimum sur l’espace des pièces à isoler tout en garantissant de substantielles économies de chauffage.
Sa bonne résistance à la compression, mais surtout au feu est un autre de ses points forts. Proposé sous forme de panneaux rigides, ce matériau est parfois recouvert d’aluminium ou de fibre de verre rendant superflue la pose d’un pare-vapeur.
Il convient parfaitement à l’isolation par l’intérieur des sols, des murs creux, des combles et des toitures. En revanche, le polyisocynurate n’est approprié pour l’isolation par l’extérieur, car son capital isolant diminue au contact du froid.
En ce qui concerne l’énergie grise, le polyisocyanurate consomme 1100 kWh/m3 contre 250 kWh/m³ pour un des isolants minéraux les plus répandus, la laine de verre.

La mousse phénolique

La mousse phénolique ou mousse résolique est un isolant synthétique composé de résine de phénol-formaldéhyde.
Légère (environ 40 kg/m3) et maniable, elle est dotée d’un coefficient thermique compris entre 0,018 et 0,035 W/m. K. Vendu sous forme de panneaux fins, ce matériau est recherché pour ses qualités d’isolant acoustique et sa résistance au feu.
La mousse phénolique est employée aussi bien en construction qu’en travaux de rénovation pour l’isolation des murs de la toiture, des combles et du sol.

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