Comparaison XPS - EPS

Comparaison XPS - EPS

Le polystyrène extrudé spongieux (XPS) et le polystyrène spongieux (EPS), du point de vue du processus de production et surtout des performances du produit, représentent deux groupes de matériaux rigides utilisés pour l’isolation thermique. Les panneaux spongieux des deux types ont des caractéristiques techniques différentes.
Le polystyrène extrudé XPS met en évidence les caractéristiques essentielles suivantes : une absorption très réduite de l’eau, une résistance importante à la compression, une valeur plus petite de la conductivité thermique, etc. On va les examiner étape par étape pour mieux comprendre ces performances.

1. Résistance thermique (R) et conductivité thermique (λ)
La résistance thermique (R) et la conductivité thermique (λ) sont établies en considérant le processus de vieillissement, et ainsi nous réalisons minimum dix essais. L’opération de vieillissement est réalisée à l’aides des gaz d’expansion avec une conductivité thermique plus petite que celle de l’air et qui restent à l’intérieur du matériau spongieux XPS, sur des durées diverses en fonction aussi de l’épaisseur du panneau en polystyrène extrudé testé. Ainsi, nous simulons un vieillissement de 25 ans pour les produits semi fabriqués XPS. Pour établir les valeurs déclarées le producteur réalisera des mesures directes, internes et externes. La valeur correspondante au vieillissement est symbolisée par λmoyenne,a, qui représente la conductivité thermique moyenne des valeurs de la mousse de polystyrène extrudé après le vieillissement.
Les normes qui régissent la manière de définition de la résistance thermique (R) et de la conductivité thermique (λ) sont SR EN 13164, et les dispositions appliquées aux panneaux en polystyrène extrudé et les mesures réalisées sont conformes à SR EN 12667 pour les épaisseurs réduites des panneaux, et pour les produits semi fabriqués la norme SR EN 12939.
Ces valeurs sont déclarées par les producteurs de polystyrène et seront retrouvées dans les livres techniques, sur leurs sites web, mais aussi sur les emballages des produits. Le producteur spécifiera sur l’étiquette CE la valeur (λ) pour la conductivité thermique calculée en conformité avec la méthode mentionnée dans la norme SR EN 13164. La conductivité thermique pour les plaques XPS se trouve dans le groupe de valeurs 0,030, 0,040 et 0,045 W/mK.
Les valeurs λ de GIAS Grafit XPS sont λ ≥ 0.030.

2. Absorption de l’eau
Si l’eau pénètre dans la structure du matériau utilisé pour l’isolation thermique, elle va conduire à l’endommagement du matériau respectif, mais aussi à la réduction de la capacité d’isolation thermique. L’eau a la propriété de conduire la chaleur 25 fois mieux que l’air. Le matériau spongieux de polystyrène extrudé, dû à sa structure cellulaire, est résistant à l’eau et ç l’humidité, réalisant ainsi une solution pour l’isolation résistante et de longue durée des bâtiments. La capacité d’isolation thermique n’est pas affectée par l’eau et le matériel assure une isolation correspondante pour toute la durée de vie du bâtiment.
Dû à cette caractéristique des panneaux en XPS, ils représentent un avantage important dans certaines utilisations de détail. Par exemple au cas des toitures de type terrasse, pour le système inversé de terrasse, les plaques respectives, suite à leur capacité d’isolation contre l’eau, constituent une solution avec une longue durée de vie. En outre, au cas de l’enveloppe extérieure des murs des bâtiments, parce que le polystyrène extrudé XPS n’absorbe pas l’eau même s’il est soumis en permanence aux conditions climatiques défavorables et présente une bonne résistance aux cycles gel-dégel, il garde son résistance pour toute la durée de vie du bâtiment et l’isolation thermique n’est pas endommagée au fil du temps.

3. Perméabilité aux vapeurs d’eau (µ) – la capacité de respirer
La résistance contre la diffusion des vapeurs d’eau, le paramètre µ, définit la résistance au passage des vapeurs d’eau par rapport à la résistance au passage de l’air et elle est établie par la quantité de vapeurs d’eau qui passe par l’unité de surface dans l’unité de temps, dans certaines conditions de température et humidité pur une certaine épaisseur étalonnée de matériau testé
La diffusion qui est réalisée au niveau des murs des bâtiments, en termes populaires, la capacité du mur de respirer, est définie par le paramètre µ pour chaque matériau de construction. Ainsi, chaque matériau a un certain coefficient pour la diffusion des vapeurs d’eau.
Les matériaux à base de polystyrène extrudé, dû à leur résistance importante contre la diffusion des vapeurs d’eau, ont une valeur du paramètre µ qui est optimale pour les utilisations différentes.
On présente ci-dessous des valeurs comparatives du paramètre µ :

µair = 1
µlaine minérale = 1
µEPS = 50-70
µXPS = 50-250
µMembrane bitumineuse = 20.000 - 50.000
µFeuille d’aluminium =A 1.000.000

Qu’est-ce que représente le paramètre Sd?
Sd = µ x d
Il représente la longueur du parcours que les vapeurs d’eau doivent parcourir. Le paramètre Sd est directement proportionnel à la résistance contre la diffusion des vapeurs d’eau (µ) et à l’épaisseur de matériau utilisée (d).
Sd = l’épaisseur équivalente d’une couche d’air
Nous présentons ci-dessous, en tant qu’exemple, les distances que les vapeurs d’eau doivent parcourir pour des différents matériaux de construction :

Selon la norme DIN 4108, la limite pour l’impossibilité de respiration du mur est Sd = 1500

4. Résistance contre les substances chimiques et les solvants
IDurant l’exploitation, on doit tenir compte de la résistance des matériaux isolants thermiques contre les diverses substances thermiques parce que ces matériaux entrent en contact avec des: adhésifs, peintures, dissolvants, séparateurs, produits à base de bitume, béton, etc. Les panneaux en XPS sont résistants aux composantes des divers matériaux de construction tels quels: la chaux, le ciment, le gypse, le bitume, le sérum physiologique, l’acide dilué, etc. Par contre ils ne résistent pas aux: substances combustibles et à base de bitume, vernis ou diluants à base de solvants.

5. Comportement au cas d’incendie
Pareillement aux tous autres matériaux organiques XPS peut aussi bruler. Au cas où on n’utilise pas de substances qui retardent la propagation de la flamme, XPS, à l’essai en tant que produit indépendant, est encadré dans la classe E selon les normes de classification européenne contre les incendies. Parce que le produit n’est jamais utilisé tel quel, c’est-à-dire il n’est pas exposé directement à la flamme, mais à son tour est couvert par des enduits ou d’autres produits, l’essai du produit contre l’incendie doit être réalisé avec le matériau respectif de revêtement.
La réaction d’un matériau au feu est déterminée par la combustibilité du matériau (si le matériau est combustible ou non), le degré de persistance des flammes et si le matériau propage ou non des gouttes incandescentes. La résistance au feu représente la durée de temps pendant laquelle le matériau respectif peut conserver sa structure ferme au feu. La résistance au feu est influencée par les paramètres ci-dessous :
- le pourcentage d’adhésifs au rôle de retardement de la propagation du feu
- l’inflammabilité du gaz d’expansion
- l’éprouvette testée (l’épaisseur)
- la densité du produit

Les plaques isolantes thermiques GIAS Grafit XPS s’encadrent dans la classe E de résistance au feu, ce qui veut dire qu’au cas où le polystyrène extrudé XPS se trouve en contact avec la source de feu, il continue de bruler. Au cas où on écarte la source de feu, il va s’éteindre.

6. Caractéristiques mécaniques
Une autre caractéristique supérieure du matériau spongieux de type polystyrène extrudé XPS est donnée par le fait qu’il présente une grande résistance mécanique à des charges de courte et de longue durée. Un matériau isolant thermique qui présente une grande résistance à la compression réduira de très peu son épaisseur au cas d’une telle charge et ainsi le calcul relatif à l’isolation thermique ne changera pas, le matériau gardant ses caractéristiques et ses valeurs concernant la capacité d’isolation. La résistance thermique est directement proportionnelle à l’épaisseur R = d / λ
Le polystyrène extrudé se retrouve parmi les matériaux spongieux avec la plus grande résistance à la compression. Comme mesure de sécurité, on peut considérer des charges qui correspondent à une déformation de base de 10% du matériau.
Il y a un lien directement proportionnel entre la densité du matériau XPS et une de ses caractéristiques très importantes c’est-à-dire la résistance à la compression/tension. Au fur et à mesure qu’on augmente la densité, la résistance du matériau à la compression/tension va aussi augmenter. Le polystyrène GIAS Grafit XPS a une densité minimale de 32 kg/mc, avec environ 20% plus grande que celle de tout autre produit similaire.

Lien entre la densité et la résistance à la compression

Lien entre la densité et la résistance à la tension

La méthode d’essai et de calcul est régie par la norme SR EN 1606. Selon SR EN 1606, on accepte une élongation maximale de 2%..

7. Stabilité dimensionnelle
Les matériaux isolants thermiques, par leur nature, seront soumis à des variations importantes de température. Entre les deux facettes des panneaux en polystyrène il y aura des différences importantes de température ; de même, les panneaux seront soumis à des modifications rapides de température dues aux cycles jour - nuit. De ce point de vue, la stabilité dimensionnelle est la plus importante caractéristique qui affecte le comportement adéquat dans la période d’exploitation des matériaux isolants thermiques. Le matériau spongieux de type polystyrène XPS est supposé avoir une structure cellulaire et un ordre tridimensionnel équilibré, étanche, uniforme.