Le polystyrène, isolant polymorphe

Savoirs
Rédaction
01/02/2021

En France, les polystyrènes sont, avec les laines minérales, les isolants les plus utilisés dans le bâtiment. Leur efficacité thermique, leur polyvalence, leur facilité de mise en œuvre et leur coût compétitif expliquent ce succès.

Avec la laine minérale, le polystyrène est un des isolants les plus utilisés en France. [/DR]
Avec la laine minérale, le polystyrène est un des isolants les plus utilisés en France. [/DR]

Le polystyrène est un polymère. Et à la base de tout polymère, il y a un monomère, en l’occurrence le styrène. Ce terme résulte d’une contraction du mot styrolène, lui-même dérivé de styrol, qui renvoie au latin styrax (ou storax) et au grec sturax qui signifie baume. Connu depuis l’Antiquité, il se trouve à (très) faible dose dans certaines plantes, dans les fruits, les légumes et même dans la viande. Aujourd’hui, le styrène est produit industriellement à partir du pétrole et cet hydrocarbure benzénique entre dans la composition de nombreuses matières plastiques.

Le polystyrène (PS) est, lui, un polymère issu de la polymérisation de styrène. Les isolants en polystyrène usités dans le bâtiment appartiennent à deux grandes familles. Le polystyrène expansé ou PSE – de loin le plus répandu – est, de manière générale, obtenu par la valorisation d’un déchet de raffinage – le naphta – dont on extrait le monomère styrène. Le processus de fabrication est une expansion à la vapeur des billes sphériques de polystyrène (diamètre de 0,2 mm à 0,3 mm).

Expansé ou extrudé

L’action de la vapeur d’eau et d’un gaz d’expansion (le pentane) provoque un gonflement pouvant multiplier le volume initial des billes par 50. Ainsi, le polystyrène contient environ 98 % d’air et seulement 2 % de matière première. Moins courant, le polystyrène extrudé ou XPS est une mousse thermoplastique rigide, bleue ou grise, également à base de pétrole brut. Sa fabrication recourt à des solvants et à des gaz d’expansion : HFC (hydrofluorocarbures) ou CO2. Selon l’agent gonflant, les performances thermiques du XPS sont plus ou moins élevées.

Le XPS se caractérise par une structure cellulaire fermée et une surface lisse qui empêchent l’absorption d’humidité. Expansé ou extrudé, le polystyrène résiste mal au feu. Des facteurs liés à la qualité des composants et aux modes de fabrication expliquent une certaine disparité dans les performances thermiques des polystyrènes. Quoi qu’il en soit, ceux couramment distribués en France apportent un bon niveau d’isolation thermique, avec un coefficient de déperdition lambda s’inscrivant dans une fourchette entre 0,029 et 0,038 W/m.K.

Un isolant thermique efficace

Les PSE ont un λ compris entre 0,030 et 0,038 W/m.K, alors que les XPS sont légèrement plus performants : 0,029 à 0,035 W/m.K. Pour ces derniers, les résultats sont d’abord déterminés par la nature de l’agent gonflant. Le plus courant est le CO2 recyclé qui confère au XPS un λ de 0,035 W/m.K. Un gaz HFC permet de descendre au-dessous de 0,030 W/m.K. Mais son utilisation est aujourd’hui réglementée. En effet, le règlement Européen n° 517/2014 relatif aux gaz à effet de serre fluorés, exige l’interdiction de mise sur le marché de l’Union Européenne de mousses en polystyrène extrudé (XPS) contenant des HFC dont le PRP1 est supérieur ou égal à 150 à partir du 1er janvier 2020.

Selon la qualité du PSE ou du XPS, une épaisseur de 9 cm à 12 cm de polystyrène suffit pour obtenir une résistance thermique R de 3 m².K/W, identique à celle d’une laine de verre ou de roche. Les performances acoustiques des polystyrènes sont moins convaincantes, en dépit des améliorations apportées aux PSE dB spécialement développés pour cette fonction. Outre le marquage CE obligatoire, la qualité des isolants en polystyrène est garantie par la certification Acermi. Les essais sont réalisés par deux organismes accrédités : le CSTB et le LNE (Laboratoire national de métrologie et d’essais). Ils portent sur 6 critères : la conductivité thermique, le comportement à l’eau, la perméabilité à la vapeur d’eau, la résistance mécanique, la réaction au feu et la stabilité dimensionnelle.

Quatre marques génériques

En complément, l’association Afipeb, qui regroupe les principaux industriels du secteur, a déposé à l’Institut national de la propriété industrielle quatre marques génériques permettant d’identifier les propriétés spécifiques de certains PSE. La marque PSE Th s’applique à un grand nombre de produits, dont le λ n’excède pas 0,038 W/m.K, une valeur aujourd’hui banale en France. Les PSE dB, à performance acoustique améliorée, sont destinés aux panneaux positionnés sous chape, sous dalle flottante ou sous plancher. Leur λ est égal ou inférieur à 0,032 W/m.K. Les PSE Ultra Th de nouvelle génération contiennent des additifs ou des systèmes absorbants et réfléchissants les rayonnements infrarouges. On les reconnaît à leur couleur grise.

Pour lire la totalité de cet article, inscrivez-vous GRATUITEMENT

Vous avez aimé cet article, et avez envie de le partager ?

Réagir à cet article 


					
 Nous vous recommandons