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Mukhopadhyaya, P.
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Progrès réalisés dans l’utilisation
des panneaux isolants sous vide
dans le bâtiment
Par Phalguni Mukhopadhyaya
NRCC-54541f
Une version de ce document se trouve dans:
Home Builder, 24, (6), pp. 10, November-01-11 (Also available in English: Progress in the use
of vacuum insulation panels in construction)
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Progrès réalisés dans l’utilisation des panneaux isolants sous vide dans le bâtiment
Par Phalguni Mukhopadhyaya
Le présent article examine les recherches effectuées dans différents pays pour faire avancer la technologie, la performance et la durabilité des panneaux isolants sous vide et leur utilisation dans le bâtiment.
L’IRC-CNRC a déjà publié, dans l’édition de mars 2011 de Home Builder, les progrès réalisés dans l’utilisation des panneaux isolants sous vide (PIV), dont la valeur R peut atteindre et dépasser R-60 par pouce. Il avait été souligné, à l’époque, que le coût, la durabilité et les inquiétudes liées à la perforation du film pare-gaz constituaient les principaux obstacles à leur adoption définitive par le bâtiment.
Figure 1. Résistance thermique des PIV et autres matériaux isolants traditionnels.
En septembre 2011, l’IRC-CNRC a accueilli à Ottawa le « 10th International Vacuum Insulation Symposium (IVIS-X 2011) ». Nous résumons ici les principales avancées présentées par les intervenants.
La recherche sur les PIV reste active en Scandinavie. En Suède, un immeuble d’habitations datant de 1930 a été rénové, à Göteborg, avec des PIV de 20 mm d’épaisseur et des panneaux de laine de verre de 30 mm d’épaisseur. L’entrepreneur a réutilisé l’ancien bardage en bois et l’a fixé à la structure à l’aide d’une ossature remplie de laine de verre et des bandes de laine
de verre posées entre les PIV en prévoyant une lame d’air de 28 mm. Les autorités suédoises étudient actuellement la possibilité de rénover environ un million de logements avec des PIV. En Norvège, les chercheurs étudient actuellement toute une famille de matériaux d’isolation avancés, dont les isolants sous vide, les isolants gazeux, les isolants nano-structurés et les isolants dynamiques.
En Allemagne, les PIV ont été utilisés avec succès dans l’isolation de réservoirs de stockage d’énergie thermique, avec des valeurs d’isolation dix fois supérieures à celles des méthodes traditionnelles. Après avoir produit des PIV pendant dix ans, un fabricant allemand a reconnu que la difficulté de trouver des PIV capables de couvrir les différents espaces d’un bâtiment constituait un obstacle certain à leur plus grande utilisation dans la construction. Spécialisée dans les applications au sol, son entreprise fabrique maintenant des PIV en cinq tailles standard capables de couvrir la quasi-totalité de cet espace et isole sa surface restante à l’aide d’un revêtement en polyuréthane. Cette innovation n’a qu’un impact minime sur la valeur d’isolation réelle des PIV, et le carnet de commandes de l’entreprise ne cesse de se remplir grâce à la taille de ses stocks et la rapidité de ses délais de livraison.
Les Suisses étudient actuellement la possibilité de remplacer les PIV à double couche par des PIV à simple couche épaisse, afin de réduire les ponts thermiques périphériques et d’améliorer leur durée de vie, indépendamment de leur épaisseur. Dans une autre présentation, il a été préconisé de n’utiliser que les panneaux PIV de taille standard afin de pouvoir vérifier la performance des produits avant leur installation et de pouvoir remplacer les produits endommagés pendant leur transport ou leur installation.
Au Royaume-Uni, des chercheurs ont élaboré un PIV constitué d’une âme en acier sous vide de forme ovale recouverte d’un film polyuréthane dont la surface plane est revêtue d’une fine couche protectrice en acier.
En France, des chercheurs essaient actuellement d’élaborer des modèles qui permettront de mieux prédire la durée de vie des PIV. Car, s’il est vrai que les panneaux isolants sous vide fournissent des valeurs d’isolation très élevées, leur performance dans le temps mérite d’être confirmée.
En Asie, l’intérêt pour les PIV est très marqué. La Corée du Sud a préconisé des réductions significatives de la consommation d’énergie dans le bâtiment, et les chercheurs étudient actuellement l’utilisation des PIV dans les murs, les portes et les fenêtres à isolation sous vide pour atteindre les objectifs fixés. Les performances thermiques des PIV sont connues pour se dégrader au fil du temps, en raison de la détérioration du vide et plus particulièrement de leur perméabilité au gaz à travers les brides thermo-soudées. Les chercheurs coréens ont élaboré à cet effet un appareil de mesure de la déperdition de gaz et une nouvelle méthode de thermo-soudage par fils métalliques pour réduire la perméabilité au gaz des PIV. Au Japon, des chercheurs auraient également conçu un joint périphérique qui permet de réduire cette perméabilité de 50 %.
Au Canada, la SCHL et RNCan ont construit une maison à consommation énergétique nette zéro à Burnaby (Colombie-Britannique) dont l’ossature en bois standard (poteaux de 2x6 espacés de 24 pouces) est protégée par des PIV. Les PIV fournissent une valeur d’isolation réelle de R-38,5 à 42 et fonctionnent également comme pare-air/pare-vapeur.
À Whitehorse (Yukon), le mur d’un bâtiment commercial a été rénové avec des PIV de 12 mm d’épaisseur posés entre des lattes. Les trous du revêtement métallique ont été pré-percés pour s’aligner avec ceux des lattes et empêcher les fixations de percer les PIV. L’imagerie infrarouge a montré qu’aucun PIV n’avait été endommagé pendant la construction.
L’IRC-CNRC a pris part à une initiative canadienne visant à élaborer les dispositions constructives des nouvelles générations d’enveloppes de bâtiment à ossature en bois. Les recherches se concentrent actuellement sur les essais en laboratoire et in situ de murs hautement isolés. Un autre projet porte sur la capacité des PIV à améliorer la performance thermique des toits plats commerciaux. L’IRC-CNRC mène également des études de laboratoire et de terrain sur d’autres aspects des PIV. Ces études seront publiées en détail le moment venu.
Aux États-Unis, un fabricant a déclaré avoir élaboré un PIV d’une valeur R réelle de 56 (10 RSI) dont l’épaisseur est inférieure à 40 mm. Constitué d’un film pare-gaz en inox hermétiquement soudé, ce panneau est censé être durable et doté d’une durée de vie de 50 à 100 ans.
Les développements présentés ici montrent les importants progrès réalisés dans la recherche de panneaux à isolation sous vide capables de réduire la consommation d’énergie des bâtiments.
P. Mukhopadhyaya, Ph. D., est agent de recherche sénior au sein du programme Enveloppe et structure du bâtiment de l’Institut de recherche en construction du CNRC. Président de l’IVIS-X 2011 (www.ivis2011.org), il a joué un rôle prépondérant dans son organisation. M. Mukhopadhyaya peut être contacté par téléphone, au 613-993-9600, ou par courriel, à l’adresse : phalguni.mukhopadhyaya@nrc-cnrc.gc.ca.
