La faible efficacité des isolants minces

Les isolants minces ne sont pas si efficaces que cela.

Les isolants minces, qui sont officiellement appelés « Produits Minces Réfléchissants » (PMR) sont de plus en plus fréquemment utilisés. Mais sont-ils efficaces ? Leur objectif est de parvenir à des performances d’isolation comparables à celles des isolants classiquement utilisés (laines d’origine végétale ou minérales, polystyrène, etc..) tout en ayant des épaisseurs beaucoup moins importantes.

Depuis 20 ans, le leader des PMR en France, Actis , se bat pour défendre l’intérêt de son procédé. Les choses sont même allées en justice, des tests grandeur nature ont été réalisés sur des chalets spécialement construits, et enfin l’Ademe a rendu un avis  qui est en faveur des fabricants d’isolants en laine minérale regroupés dans le FILMM (syndicat national des fabricants d’isolants en laines minérales manufacturées) (IsoverKnaufUrsaRockwool),

Le point de vue de l’Ademe : les isolants minces ne peuvent parvenir à égaler les performances des isolants classiques mais ils peuvent être utilisés en complément sous toiture, en utilisant leurs performances pare vapeur.

Alors, l’affirmation du directeur d’actis : Le TRISO-SUPER 9 isole autant que 20 cm de laine de verre“.  Est-elle justifiée ?

Mon avis est que NON, ce n’est pas vrai (d’ailleurs le triso super n’est plus commercialisé actuellement). Cela semble confirmé par l’expérience des deux chalets réalisée à Albi qui conclut que les isolants minces sont deux fois moins efficaces que les isolants classiques.

En fait, on pourrait dire que des isolants minces « bien posés », d’épaisseur 20 mm et espacés par une couche d’air de 60mm auraient des résultats comparables à des isolants classiques d’épaisseur 80 mm. Le gain en encombrement est donc globalement nul.… en ce qui concerne l’argument principal d’Actis qui est le gain de surface habitable.

Je ne crois donc pas à l’efficacité des isolants dans leur utilisation en isolation des murs (sans compter que leur efficacité en isolation acoustique est tout à fait nulle par rapport aux laines minérales)

D’habitude, je propose un argument qui me paraît très convainquant qui concerne les fabricants d’électroménager. Lorsque vous concevez un congélateur, vous devez assurer une isolation satisfaisante pour avoir – 20° à l’intérieur et +20° à l’extérieur. Ce qui fait 40 ° d’écart et qui pourrait correspondre aux conditions d’un hiver très rigoureux pour une habitation. De plus, le concepteur de ce congélateur est intéressé à réduire au maximum l’épaisseur de l’enveloppe pour que le congélateur puisse contenir le maximum tout en occupant le moins de place possible dans la cuisine…

Or la solution classiquement choisie par les concepteurs est le polystyrène expansé ou extrudé ou encore le polyuréthane pour les plus performants, c’est à dire les isolants de type classique qui ont les meilleurs valeurs habituelles de « lambda » .

Enfin, l’argument des couvertures de survie qu’on trouve fréquemment sur les forums n’est pas convainquant non plus : les couvertures de survie sont utilisées dans l’urgence, elles sont faciles à transporter en grande quantité, mais dès que c’est possible, on utilise des couvertures classiques. Il en est de même pour les vêtements et duvets des randonneurs et des alpinistes…

Pour expliquer cela, il faut faire un peu de physique.

Le principe des laines minérales (comme celui des polystyrènes), c’est que ce qu’on appelle usuellement « isolant », ce n’est pas le matériau qui fait le travail, en fait l’isolant, c’est l’air. L’air est une très bon isolant à condition qu’il soit « bloqué » et qu’il ne circule pas : une lame d’air libre de 3 cm d’épaisseur a les mêmes performances qu’on lame de 30 cm à cause de la convection. Il faut donc bloquer l’air, et c’est exactement le rôle des bulles de polystyrène et des fibre de laine minérale.

Ainsi, la résistance thermique R est proportionnelle à l’épaisseur de l’isolant. Le flux de chaleur transmis est proportionnel à la différence de température entre la source chaude et la source froide. En clair, pour une maison donnée, si elle est bien étanche, il lui faudra, en gros, deux fois plus d’énergie pour la maintenir à 20° à l’intérieur si il fait 0° dehors que si il fait 10°. Et si il fait 20°dehors, on est à l’équilibre, il n’est pas besoin de chauffage. On est dans une configuration de transmission de la chaleur par conduction uniquement (le but de bloquer l’air et d’empêcher la transmission de la chaleur par la convection qui apparaît lorsque l’air peut se déplacer).

Mais il existe un troisième mécanisme de propagation de la chaleur, et c’est celui-là que veulent mettre à profit les isolants minces : il s’agit du rayonnement . Les feuilles de métal très minces qui sont intégrées dans les couches successives qui composent les isolants minces ont pour fonction de réfléchir le flux de chaleur et de gêner sa propagation. La aussi, le flux de chaleur transmis dépend de la température de la source chaude et de celle de la source froide, mais cela n’est plus proportionnel à la simple différence des températures.

Comparaison des échanges par convection et par rayonnement en fonction des écarts de températures. Sur cette courbe, on constate que les échanges par rayonnement deviennent prépondérants lorsque les écarts de température dépassent 400 °C environ. C’est la raison pour laquelle il faut absolument se préoccuper des échanges par rayonnement lorsqu’on fait des calculs pour un four, un moteur thermique, une machine ou encore un satellite (là, dans le vide, il n’existe que les échanges par rayonnement). En revanche, dans les cas qui nous occupent pour l’habitat, les écarts dépassent rarement 40 °C ( ou 60°C dans le cas particulier des toitures exposées en été). Les échanges par conduction et par convection sont donc toujours prépondérants.

Dans un prochain article on parlera de quelque chose qui est vraiment innovant : les super-isolants.

En effet, de nouveaux appareils très performants apparaissent sur le marché qui sont construits avec des « super isolants ». Ces isolants très performants (et aussi très minces) peuvent s’utiliser pour isoler l’habitat. Ils sont très performants mais encore très coûteux, mais surtout notez bien qu’ils n’ont absolument rien à voir avec les isolants minces.

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