L’isolation thermique est la méthode de déduction du transfert de chaleur entre les objets en contact thermique ou le spectre de l’impact de l’irradiation.
L’isolation thermique se compose de matériaux à faible conductivité thermique intégrés pour obtenir une conductivité thermique du système encore plus faible. Elle peut être obtenue par des techniques ou des stratégies spécialement conçues, ainsi que par des contours d’objets et des substances adéquats.
Les isolants thermiques sont des matériaux ou des hybrides de substances, fibres, particules, films ou feuilles, blocs ou monolithes, cellules ouvertes ou fermées, qui peuvent être chimiquement ou mécaniquement liés ou aidés à retarder la vitesse du flux de chaleur par conduction, convection et/ou radiation.
Les matériaux d’isolation peuvent être fabriqués dans différentes configurations, notamment sous forme de remplissage en vrac, de matelas ou de couverture, de forme rigide, de mousse en place ou de forme réfléchissante. Le choix de la structure et du type de substances isolantes adéquates dépend de la variété des applications ainsi que des propriétés physiques, thermiques et autres des matériaux souhaités.
La plupart des matériaux d’isolation thermique présentent des flux de chaleur par un mélange des trois modes de conduction, de radiation et de convection. L’hypothèse d’un mode de conduction pur n’est pas valable, c’est pourquoi le terme évident est impliqué dans le terme de conductivité thermique des matériaux isolants.
Malgré l’énorme éventail d’applications accessibles aux matériaux isolants fictifs, ils offrent tous des avantages fondamentaux comparables : La réduction des dépenses énergétiques se traduit par une efficacité incroyable qui se traduit par un meilleur retour sur investissement (Rois).
Qu’il s’agisse d’isoler les murs des logements ou de protéger les machinistes prudents des températures élevées, tous les types d’isolation obéissent à ces principes simples et similaires.
Avant de choisir le matériau d’isolation qui vous convient le mieux, vous devez évaluer de nombreux éléments. Quelle est la valeur R, le taux, les propriétés d’isolation acoustique et les conséquences pour l’environnement ?
Table des matières
Types d’isolation thermique
Fibre de verre
La fibre de verre est une substance isolante exceptionnellement populaire. L’un de ses principaux avantages est son intégrité. En raison de son mode de fabrication, qui consiste à entrelacer efficacement de fins fils de verre dans un matériau isolant, la fibre de verre peut minimiser le transfert de chaleur.
Il est important de porter l’équipement de protection essentiel lors de l’induction de la fibre de verre, car la poudre de verre et les minuscules éclats de verre peuvent provoquer des lésions aux yeux, aux poumons et à la peau.
La fibre de verre peut être dangereuse à installer en raison de ses propriétés naturelles, des éclats de verre pouvant se loger dans la peau et provoquer des irritations. En cas d’inhalation, elle peut causer des dommages irréfutables aux poumons. C’est l’option la plus répandue en matière d’isolation thermique, mais ce n’est pas toujours la meilleure.
Laine minérale
La laine minérale englobe plusieurs types d’isolation. Il peut s’agir d’un isolant en fibre de verre produit à partir de verre recyclé ou d’une laine minérale qui est un isolant silencieux préparé à partir de basalte. La laine minérale peut être achetée sous forme de matelas ou de matériau ouvert.
En général, la laine minérale ne contient pas d’additifs qui la rendent ininflammable, ce qui la rend impropre à une utilisation dans des circonstances où une chaleur intense est présente.
Bien qu’elle ne soit pas aussi omniprésente que la fibre de verre, il existe de nombreuses options de laine minérale sur le marché, notamment Rockwool, qui transforme la roche volcanique en laine de roche de qualité, dont les performances ont été testées et dont l’utilisation est très répandue sur le marché de la construction résidentielle.
Forme du polystyrène
Le polystyrène est une mousse thermoplastique étanche qui constitue un matériau d’isolation acoustique et thermique impressionnant. Il existe deux types de polystyrène : le polystyrène expansé (EPS) et le polystyrène extrudé (XEPS), également connu sous le nom de styromousse. L’isolation en polystyrène a une surface polie unique qu’aucun autre type d’isolation ne possède.
Il est utilisé à la fois dans le secteur résidentiel et dans le secteur de la vente au détail. L’isolation en polystyrène est relativement rigide, contrairement à ses substituts plus pelucheux. En général, la mousse est construite ou découpée en blocs, ce qui est la norme pour l’isolation des murs.
La cellulose
Le matériau d’isolation thermique en cellulose gagne en popularité en raison de son caractère hautement durable. Fabriquée à partir de papier recyclé réduit en petits morceaux et fibré, la cellulose se présente généralement sous la forme d’un remplissage en vrac ou d’un emballage dense. Elle a une valeur R typique de 3,2 à 3,8 par pouce d’épaisseur, et son processus de fabrication la rend plus abordable.
Bien qu’elle soit naturellement plus inflammable, la cellulose peut être traitée avec des produits chimiques tels que l’acide borique pour augmenter sa résistance au feu, ce qui la rend également moins attrayante pour les parasites et les moisissures.
Cela dit, la cellulose est plus susceptible d’absorber l’humidité, de sorte que les climats très humides ne sont peut-être pas l’environnement idéal pour ce matériau.
L’installation d’un pare-vapeur sera également nécessaire, et l’affaissement et le tassement peuvent également être un problème, diminuant la valeur R au fil du temps. Quoi qu’il en soit, la cellulose est l’une des options les plus durables sur le marché, et des entreprises comme Greenfiber ont adopté ce concept, prenant des mesures pour aider l’environnement en utilisant moins d’énergie dans le processus de fabrication.
Le polystyrène
Le polystyrène est un matériau polyvalent composé d’un thermoplastique transparent et incolore. Généralement fourni sous forme de panneau de mousse rigide, ce matériau d’isolation thermique a une valeur R de 3,6 à 4,0 par pouce d’épaisseur et sa forme de panneau de mousse le rend plus facile à installer et moins dangereux que la fibre de verre ou la laine minérale.
Les panneaux de polystyrène sont légers et résistants à l’eau, et leur faible absorption d’eau permet d’éviter les moisissures. Cependant, les panneaux de mousse peuvent être fragiles et leur coût initial est plus élevé que celui de la fibre de verre, ce qui les rend plus risqués.
Leur composition chimique n’est pas biodégradable et leur combustion peut créer des toxines, mais leur valeur R élevée et leurs propriétés d’insonorisation font du polystyrène une option attrayante.
Mousse de polyuréthane
Il s’agit d’un autre type d’isolation thermique. La mousse de polyuréthane, plus communément appelée mousse pulvérisée, est un matériau isolant dont les cellules contiennent un gaz à faible conductivité.
La mousse pulvérisée existe en deux types, à cellules ouvertes et à cellules fermées, et la valeur R dépend du type utilisé. La mousse pulvérisée à cellules fermées a généralement une valeur R d’environ 6 à 7 par pouce d’épaisseur.
Elle fonctionne bien dans les climats à forte humidité en raison de sa tendance à se dilater et à se solidifier, ce qui la rend imperméable à l’humidité.
La mousse pulvérisée à cellules ouvertes, en revanche, est moins dense et les cellules remplies d’air donnent au matériau une texture plus spongieuse.
La mousse pulvérisée à cellules ouvertes a une valeur R typique de 3,6 à 3,9, et elle n’est pas aussi résistante à l’humidité que la mousse à cellules fermées, mais elle est la moins chère des deux options avec un taux d’expansion plus élevé.
Quelle que soit sa forme, la mousse de polyuréthane pulvérisée est considérée comme écologique, car c’est l’un des matériaux d’isolation les plus efficaces sur le plan énergétique grâce à ses valeurs R élevées et à sa longévité.
Au fil du temps, la production des mousses de polyuréthane a été affinée afin de réduire les dommages qu’elles causaient autrefois à l’environnement et, bien que le verdict ne soit pas encore tombé sur ses risques potentiels pour la santé, la mousse de polyuréthane pulvérisée continue de s’imposer comme une option populaire pour les rénovations à haut rendement énergétique.
Mousse à base de ciment
Semblable à la mousse de polyuréthane à cellules fermées pulvérisée, le matériau d’isolation thermique en mousse à base de ciment devient rigide et solide après avoir été pulvérisé.
Ces matériaux isolants en mousse à base de ciment sont non toxiques, ininflammables et peuvent avoir des valeurs R typiques de 3,9 par pouce d’épaisseur.
Bien qu’elles ne soient peut-être pas les meilleures pour les environnements plus froids, les mousses à base de ciment sont résistantes à l’humidité et aux moisissures, elles sont rentables et peuvent fournir un soutien structurel supplémentaire.
Aérogel
Les matériaux d’isolation thermique en aérogel ne sont pas nécessairement nouveaux, mais leur disponibilité croissante a facilité leur application au fil des ans.
Généralement composés de silice, les aérogels sont d’apparence transparente et ont une teneur élevée en gaz qui leur confère une valeur R impressionnante de 10,3 par pouce d’épaisseur.
Cette incroyable propension à une faible conductivité thermique en fait le matériau d’isolation le plus efficace sur le plan énergétique, mais aussi le plus cher. Les aérogels peuvent également être très fragiles, ce qui les rend plus difficiles à utiliser dans les zones à forte tension.
Verdict
En effet, comme on vient de le voir, il existe différents types d’isolation thermique industrielle, chacun ayant ses propres caractéristiques et applications. Les plus courants sont les suivants :
L’isolation en fibres céramiques
Elles sont constituées de minuscules filaments de minéraux aluminosilicatés de haute pureté. Ils offrent une résistance thermique appropriée pour la protection contre les températures élevées.
Les applications les plus courantes sont les fours industriels, les chaudières, les conduits de ventilation, les turbines et les tuyaux.
Isolation en fibres à faible biopersistance
Fabriquée à partir de fibres biosolubles, elle est utilisée pour l’isolation à haute température. Les plafonds, les murs, les conduits d’air, les chaudières et les tuyaux sont quelques-unes de ses applications.
Isolation en fibre de verre
Ce type d’isolation est fait de fibre de verre et est couramment utilisé dans les systèmes CVC et les équipements industriels.
L’isolation en laine minérale
Elle est constituée principalement de fibres minérales et est couramment utilisée dans l’industrie pour isoler les tuyaux, les réservoirs de stockage et les équipements.
Isolation en laine de roche
Elle est fabriquée à partir de roche basaltique naturelle et de coke minéral. Elle est généralement utilisée sur les toits, les murs intérieurs avec des montants en acier et les planchers.
Principaux avantages et inconvénients des types d’isolation thermique
Fibre céramique
Avantages :
Faible densité
En raison de sa composition, sa densité est inférieure à celle des autres isolants thermiques, ce qui lui confère un avantage en termes de légèreté et de flexibilité. Elle est ainsi facile à transporter et à installer.
Faible accumulation de chaleur
Cela refroidit plus vite. Cela permet un accès et une manipulation immédiats en cas de besoin.
Endurance aux chocs thermiques.
Elle résiste aux changements soudains de température sans subir de dommages.
Inconvénients :
Faible résistance mécanique
Moins bonne résistance aux chocs mécaniques.
Risques pour la santé
Il peut libérer dans l’air de fines particules qui atteignent ou irritent la peau. Pour cette raison, il est conseillé de porter les équipements de protection individuelle appropriés.
Fibre peu biopersistante
Avantages :
Réglementation
Cette fibre est conforme à diverses législations et réglementations régionales (environnement, santé et sécurité, etc.) dans certains pays des États-Unis et de l’Union européenne concernant l’utilisation de la fibre dans les processus industriels.
Résistance thermique
C’est un isolant thermique qui peut résister à des températures allant jusqu’à 1200°C.
Inconvénients :
Faible résistance mécanique.
Elle est moins résistante mécaniquement que d’autres types de fibres si elle n’est pas manipulée de manière appropriée.
Coût plus élevé.
Elle est généralement plus chère que les autres types de fibres.
Fibre de verre
Avantages :
Isolation thermique
Elle peut réduire le transfert de chaleur, ce qui la rend efficace pour garder l’environnement interne frais ou chaud selon les besoins.
Facile à installer
Elle peut être facilement installée en panneaux ou en rouleaux, ce qui permet de l’appliquer sur les murs, les plafonds et les sols.
Coût
Il s’agit d’un matériau relativement bon marché par rapport à d’autres isolants thermiques.
Inconvénients :
Risques pour la santé
Il peut irriter la peau et les yeux, c’est pourquoi il est essentiel d’utiliser des équipements de protection individuelle lors de sa manipulation.
Fragilité
Il peut se casser facilement, ce qui réduit son efficacité en tant qu’isolant.
Perméable à l’eau
Il perd son pouvoir isolant lorsqu’il est mouillé.
Laine minérale
Avantages :
Résistance à l’humidité
Elle n’est pas affectée par la présence d’eau, ce qui empêche la formation de moisissures.
Résistance au feu
Elle ne contribue pas à la propagation du feu.
Isolation acoustique
En plus d’isoler les basses températures, il possède une grande capacité d’absorption acoustique.
Inconvénients :
Problèmes d’installation
L’installation est souvent compliquée et potentiellement dangereuse si elle n’est pas effectuée correctement.
Découpe
Il peut être difficile de la couper correctement, ce qui augmente les coûts d’application et le temps nécessaire à l’installation.
Laine de roche
Avantages :
Efficacité thermique
Elle contribue à réduire le transfert de chaleur entre différents espaces et équipements industriels.
Résistance au feu
Elle ne brûle pas, ce qui en fait un matériau sûr pour les environnements industriels présentant un risque d’incendie.
Facilité d’installation
Il est moulable et peut être adapté à différentes formes et tailles, ce qui permet de l’utiliser dans diverses applications industrielles.
Inconvénients :
Difficile à manipuler
Il peut être difficile à couper et à ajuster en raison de sa densité et de sa texture. Cela prolonge le temps nécessaire à une installation satisfaisante.
Coûts élevés
Il peut être plus cher que d’autres types d’isolation, ce qui le rend moins intéressant pour certains projets industriels.
Fragilité
Il est susceptible d’être endommagé s’il est manipulé brutalement ou soumis à des vibrations ou à des mouvements intenses.
Vous devez faire face à des températures élevées ? Voici les types de solutions d’isolation thermique à envisager
Parmi les matériaux d’isolation thermique mentionnés précédemment, il est nécessaire de noter que tous ne sont pas adaptés aux températures élevées.
On vous recommande de considérer la fibre céramique et la fibre faiblement biopersistante si vous recherchez un matériau d’isolation thermique efficace qui protège vos machines ou équipements contre une exposition à la chaleur élevée.
La fibre céramique peut supporter des températures allant de 538°C (1000°F) à 1480°C (2700°F). D’autre part, la fibre faiblement biopersistante est utilisée à des températures allant jusqu’à 1205°C (2200°F). Ces matériaux sont donc idéaux pour les applications nécessitant une résistance élevée à la chaleur.
En plus de résister à des températures élevées, ils sont des isolants thermiques d’une durabilité exceptionnelle. En même temps, ils sont faciles à manipuler et à installer, et résistent aux produits chimiques et à l’exposition à l’eau.
Pour minimiser les risques lors du choix d’une solution d’isolation, consultez notre note Produits d’isolation haute température – Facteurs clés avant le choix.
Enfin, il est recommandé de travailler avec un professionnel de l’isolation thermique expérimenté.
Lequel choisir ?
Il n’existe pas de réponse univoque à la question relative au choix du meilleur matériau thermo-isolant disponible sur le marché. Chaque produit présenté ci-dessus a ses avantages et ses inconvénients, de sorte que le choix de la laine, du polystyrène expansé, de la mousse de polyuréthane ou de la fibre de cellulose dépend principalement de vos attentes et de vos exigences, ainsi que du lieu d’application.
FAQ / Meilleure isolation thermique
- Quel est la meilleure isolation thermique ?
Aérogel
L’aérogel est plus cher, mais c’est certainement le meilleur type d’isolant. La fibre de verre est bon marché, mais doit être manipulée avec précaution. La laine minérale est efficace, mais n’est pas résistante au feu. La cellulose est résistante au feu, écologique et efficace, mais difficile à appliquer.
- Peut-on isoler une maison avec de l’aérogel ?
L’aérogel est souvent décrit comme le matériau isolant le plus efficace connu de la science. Bien que des bandes ou des panneaux d’aérogel soient utilisés dans les bâtiments depuis des décennies, ce type d’isolation reste une option peu connue et plutôt coûteuse pour ceux qui souhaitent réduire les pertes de chaleur de leur maison.
- Quel est le meilleur isolant en termes de conductivité thermique ?
Les panneaux isolants en mousse tels que le PIR, le polystyrène isolant ou les panneaux en laine de chanvre, les panneaux isolants en fibres de bois, etc. Avec une conductivité thermique aussi faible que 0,022 W/mK, ils garantissent une isolation thermique supérieure dans toutes les applications.
- Quelle est la valeur R la plus élevée pour un isolant thermique ?
Les panneaux isolés sous vide ont la valeur R la plus élevée, environ R-45 (en unités américaines) par pouce ; l’aérogel a la valeur R la plus élevée suivante (environ R-10 à R-30 par pouce), suivi par le polyuréthane (PUR) et les isolants en mousse phénolique avec R-7 par pouce.
- Quels sont les quatre meilleurs isolants thermiques ?
Les cinq meilleurs matériaux d’isolation qui vous gardent au chaud :
ü Isolation réfléchissante.
Isolation en :
ü fibre de verre (laine de verre)
ü polyisocyanurate ou PIR.
ü polystyrène.
ü laine minérale (de roche).
- Quelle est l’isolation thermique la moins chère ?
Dans l’ensemble, l’isolation en fibre de verre est l’option d’isolation la moins chère et la plus efficace disponible, ce qui en fait un choix populaire pour les propriétaires et les constructeurs.
- Est-il possible d’obtenir une isolation thermique à 100 % ?
Non, tout matériau ayant une température finie émet un rayonnement thermique, y compris les miroirs, et il n’est pas possible de fabriquer un miroir parfaitement réfléchissant
- Qu’est-ce qui est le plus isolant ?
La mousse rigide
La mousse rigide est le matériau qui l’emporte haut la main si vous recherchez la valeur R la plus élevée pour l’isolation de votre maison. Avec une valeur R de R-4 à R-6,5 par pouce d’épaisseur, elle est idéale pour isoler les murs extérieurs, y compris ceux des sous-sols.