Il existe de plus en plus de types de matériaux isolants différents pour les systèmes de façade à contact à couche mince, et le développement de ceux-ci poursuit deux

objectifs :

• atteindre la conductivité thermique la plus faible possible et ainsi réduire l'épaisseur des panneaux isolants en polystyrène expansé (EPS) ;
• utilisation de matériaux durables (laine minérale/de roche, liège, paille, etc.).

Conductivité thermique / transmission thermique

La propriété la plus importante de l'isolation thermique est sa conductivité thermique.

Dans les directives techniques des fonds nationaux de cofinancement de la construction de la façade, on retrouve souvent la notion de transmission thermique de l'isolation. Étant donné que des malentendus surviennent souvent, examinons d'abord les définitions des deux termes.

La conductivité thermique(lambda ‒ ʎ (W/mK)) nous indique quel type de conducteur de chaleur est un certain matériau. C'est l'énergie (W) qui passe par unité de longueur (m) à une différence de température de 1 K. Plus la conductivité thermique est faible, meilleur est l'isolant thermique du matériau. Le lambda des matériaux d'isolation conventionnels se situe généralement entre 0,030 et 0,050 W/mK.

La transmission thermique (U (W/m²K)) est une propriété qui nous indique la quantité d'énergie (W) qui traverse une unité de surface (m²) d'une structure à une différence de température de 1 K. C'est un calcul complexe qui prend en compte les résistances thermiques de tous les matériaux de la construction ainsi que la résistance thermique de l'air extérieur et intérieur. Plus la transmission thermique de la structure est faible, plus les pertes d'énergie thermique à travers le système d'isolation thermique installé sur la façade sont faibles. Le coefficient de transmission thermique d'un matériau isolant individuel est le coefficient ʎ (W/m²K)/d (m). Exemple : Si la valeur est ʎ 0,031 W/mK, à une épaisseur de panneau (d) de 13 cm, la transmission thermique sera de 0,238 W/m²K.

Épaisseur d'isolation

Cela dépend de l'investisseur, des économies d'énergie qu'il souhaite réaliser grâce à l'isolation et du type de confort de vie qu'il souhaite. Du point de vue du coût, le choix d'une isolation plus épaisse représente une part moindre du coût d'installation d'un système d'isolation thermique, car le coût d'installation de l'échafaudage, de la couche de finition et de tous les autres travaux et matériaux représente environ le même coût quel que soit l'épaisseur des panneaux isolants. Il ne faut pas exagérer avec l'épaisseur, car l'effet d'isolation thermique n'est pas directement proportionnel au coût de l'isolation installée. Outre le type d'isolation, le calcul de l'épaisseur d'isolation optimale est influencé par plusieurs facteurs, tels que la taille du bâtiment, le type de chauffage et le climat de la zone dans laquelle se trouve le bâtiment. Pour la plupart des bâtiments, l'épaisseur optimale de la couche d'isolation et de finition se situe entre 20 et 25 cm. Cela représente un rapport approprié entre l'isolation obtenue et le prix de la façade, et à long terme, cela permet également une économie suffisamment élevée sur les coûts énergétiques. L'investissement dans l'installation d'une isolation thermique est ainsi amorti en 4 ans environ. 

Types de matériaux d'isolation

Les panneaux isolants en polystyrène expansé (environ 80 % de toutes les façades isolées) sont le plus souvent utilisés pour les façades de contact, suivis des panneaux isolants ou des lamelles en laine minérale (de roche), principalement en raison des spécificités du bâtiment.

L'EPS est formé lors du chauffage de granules de polystyrène, par lequel ils s'étirent et entourent l'air avec lequel ils saturent le matériau. Des bulles remplies d'air entourées de polystyrène se forment. Le matériau ainsi produit est très léger et a une très faible conductivité thermique. Avec cette procédure, le polystyrène blanc le plus courant est formé. Les fabricants d'isolants en polystyrène ont développé du PSE avec des ajouts et des améliorations de processus avec une conductivité thermique encore plus faible, une absorption d'eau plus faible et une résistance mécanique et une stabilité dimensionnelle plus élevées. En plus du polystyrène blanc, nous connaissons également le polystyrène graphite (noir ou gris), dans lequel les particules de graphite intégrées réfléchissent la chaleur et réduisent ainsi la conductivité thermique d'environ 20 à 25 % par rapport au polystyrène blanc. En termes simples, une plaque de polystyrène graphite de 13 cm d'épaisseur suffit pour la conductivité thermique, tandis que l'utilisation de la plaque blanche nécessite une épaisseur de plaque de 18 cm. La condensation d'humidité sur la paroi intérieure du mur est également réduite et, en raison de la densité plus élevée, il est dimensionnellement plus stable, avec une absorption d'eau minimale.

Le Stirodur (XPS) a une structure plus fermée par rapport à l'EPS, il a donc une résistance à la compression nettement plus élevée et est plus stable dimensionnellement. En raison de sa faible absorption d'eau et des propriétés mentionnées précédemment, il convient à l'isolation des fondations, à l'imperméabilisation des perapets et à l'isolation des sols. Il diffère également des autres panneaux isolants par sa couleur, qui est généralement des tons verts, bleus, roses et similaires.

La laine minérale est fabriquée à partir de roche basaltique, d'où son nom. Il s'agit d'un matériau isolant perméable à la vapeur qui agit comme une couche d'isolation thermique et en même temps d'égalisation de la vapeur dans le système de façade de contact. En raison du passage de la vapeur d'eau à travers la paroi extérieure, dans la laine minérale, le point de rosée apparaît toujours à l'extérieur de la couche de laine minérale. Étant donné que la couche finale de la façade de contact en laine minérale est très perméable à la vapeur (à base de silicate ou de silicone), l'humidité traverse également la couche finale et ne reste donc pas dans le mur lui-même. Il est disponible en panneaux pour les petites épaisseurs d'installation et en lamelles pour les plus grandes.

Comparaison des propriétés de l'isolant en polystyrène expansé (EPS) et en laine minérale (MW)

La conductivité thermique des panneaux EPS et MW est assez comparable, mais ils diffèrent par d'autres propriétés, telles que l'inflammabilité, l'isolation acoustique, la perméabilité à la vapeur et, enfin et surtout, l'abordabilité.

Toutes les propriétés ci-dessus s'appliquent à l'isolation elle-même. Cependant, étant donné que les panneaux isolants ne sont qu'un des composants de la façade de contact ou du système d'isolation thermique (TIS), du point de vue de l'efficacité du TIS sélectionné, les propriétés ci-dessus dépendent de l'ensemble du système. Les propriétés du TIS sélectionné sont fortement influencées par la couche finale (enduit en couche mince ou peinture de façade). Ainsi, par exemple, l'inflammabilité d'un TIS sur un isolant PSE est en classe B (faible combustibilité ‒ le matériau contribue très peu au développement du feu, temps de flamme limité, pas de particules inflammables), et l'inflammabilité d'un TIS basée sur une isolation MW est en classe A2 (incombustible ‒ le matériau ne contribue pas au développement du feu). La résistance mécanique et la résistance aux chocs de la grêle sont fortement influencées par la méthode de renforcement (on connaît aussi le double, c'est-à-dire le renforcement FORT), et sur l'hydrofugation et la perméabilité à la vapeur en sélectionnant la couche de finition appropriée.

Le choix du type d'isolation thermique dépend donc principalement de la hauteur du bâtiment, de l'investisseur et de ses exigences en matière d'efficacité thermique, de perméabilité à la vapeur, de propriétés mécaniques, d'isolation phonique, de durabilité et enfin et surtout de l'investissement financier, qui en la plupart des cas est presque le facteur le plus important lors du choix non seulement de l'isolation thermique, mais également de l'ensemble du système d'isolation thermique.