CEFEP blog technique

Des surfaces sèches, des systèmes protégés : pour éviter l’eau de condensation au niveau des installations de froid et de climatisation, une isolation suffisante est nécessaire. Si celle-ci est négligée, le risque de murs imprégnés d’humidité, de marchandises endommagées voire d’arrêt de l’installation pour cause de réparation est réel. Pour choisir l’isolation optimale, il convient cependant de respecter un certain nombre de critères allant de l’épaisseur de l’isolation à l’émissivité extérieure. Les exigences sont aussi complexes que diverses. « Outre l’humidité de l’air, la température du fluide et la température ambiante, les propriétés intrinsèques du matériau isolant jouent également un rôle important. Les matériaux isolants à cellules fermées présentent ici un net avantage par rapport aux matériaux à cellules ouvertes », explique Ralf Springub du groupement d’intérêt européen CEFEP (Celle, Allemagne).

Montée correctement, l’isolation d’installations techniques s’avère très efficace. Outre la minimisation des pertes d’énergie, elle remplit une autre fonction sur les installations de froid : empêcher la formation d’eau de condensation. Celle-ci apparaît lorsque la température de surface de la conduite est inférieure à la température ambiante. L’air à proximité immédiate refroidit et atteint son point de rosée. Si la température continue de baisser, la vapeur d’eau se condense à la surface de la conduite : il y a formation d’eau de condensation. Cela peut entraîner non seulement corrosion et moisissure, mais également altérer l’efficacité de l’isolation. Cela constitue un risque en particulier dans le cas de conduites sous le point de congélation : en effet, l’eau de condensation gèle immédiatement à leur surface et contraint l’installation de froid à fournir un effort supplémentaire gourmand en énergie. Pour prévenir les pertes d’énergie et les dommages au niveau de l’installation, il faut donc éviter de descendre sous la température du point de rosée à la surface du matériau isolant.

Gaine noire, noyau froid

« Pour qu’un matériau isolant soit adapté à des installations de froid et de climatisation, ses propriétés intrinsèques sont importantes », explique Ralf Springub, membre du Directoire de CEFEP. La température de la surface doit être maintenue à une valeur suffisament élevée que pour que le point de rosée se trouve en dehors de l’isolation. Outre la conductivité thermique spécifique, l’émissivité correspondante du matériau isolant est décisive. Alors que l’absorbance désigne la capacité du matériau à absorber les rayonnements infrarouge de l’environnement, l’émissivité corrélée décrit le potentiel d’un matériau à émettre de l’énergie par exemple sous forme de rayonnement thermique. Du fait de leur émissivité élevée, les surfaces noires non réfléchissantes conviennent parfaitement au contrôle de la température de la surface. Une épaisseur d’isolant relativement faible peut ainsi être utilisée pour prévenir la formation d’eau de condensation de manière fiable.

La vapeur reste dehors

Le rôle central de l’isolant consiste à repousser l’humidité de manière fiable. Le coefficient µ définit ici la résistance à la diffusion de la vapeur de l’isolation et fixe ainsi le niveau de protection de la surface des tuyaux contre l’infiltration d’humidité : plus la résistance est grande, meilleure sera la protection. En particulier, les matériaux isolants à cellules fermées peuvent marquer des points, étant donné qu’ils sont déjà dotés d’un « frein-vapeur » intégré. Dans le cas de mousses d’élastomère flexible, il est aussi épais que l’isolation, si bien que même de petites rayures à sa surface n’altèrent pas ses propriétés. En revanche, dans le cas de matériaux à cellules ouvertes, le pare-vapeur se réduit à l’épaisseur du film qui, sous forme de revêtement argenté, doit empêcher l’infiltration de vapeur d’eau. « Les matériaux isolants techniques en FEF ne repoussent pas seulement l’humidité au niveau de la surface, étant donné qu’ils sont imperméables à l’eau grâce à leur structure intrinsèques à cellules fermées. Ils stabilisent donc durablement la performance du matériau », précise Ralf Springub.

Souplesse maximale pour une ligne élancée

L’interaction entre résistance à la diffusion de la vapeur et conductivité thermique conditionne également l’épaisseur nécessaire de l’isolation technique : mieux les valeurs se complètent, plus elle pourra être faible. Cela simplifie les efforts visant à respecter les distances minimum requises entre conduites isolées. Le risque d’une circulation d’air restreinte, qui a une influence négative sur la température de la surface du matériau isolant et favorise ainsi la formation d’eau de condensation, est ainsi minimisé. Afin d’éviter les ponts thermiques, les colliers, vannes et brides devraient aussi être pris en compte lors de l’isolation. Les matériaux isolants en FEF s’avèrent particulièrement pratiques par rapport aux gaines de tuyaux ou matériaux qui nécessitent une barrière de diffusion supplémentaire. Grâce à leur souplesse, ils peuvent être mis en forme aisément et découpés facilement sans outils spéciaux. Leur nature intrinsèque permet également aux mousses d’élastomère un collage des points de jonction étanche à la diffusion pour des systèmes entièrement protégés.

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Depuis l’entrée en vigueur du règlement actuel sur les produits de construction (RPC N°305/2011), les fabricants sont tenus de garantir la conformité de leurs produits avec les exigences du RPC. Pour ce faire, ils doivent remplir une déclaration des performances qui les autorise à apposer un marquage CE. Seuls les produits dotés de ce « logo CE » peuvent être commercialisés sur le marché européen. Les fabricants leaders du marché des matériaux isolants techniques en mousse d'élastomère flexible (FEF) et en mousse de polyéthylène flexible (PEF) veillent bien entendu à un marquage correspondant. Réunis dans le groupement d'intérêt européen « CEFEP », ils œuvrent également pour des normes uniformes et des informations claires. Les importateurs, distributeurs et utilisateurs devraient bien s'informer pour connaître les domaines d'application d'un matériau isolant donné et son utilisation correcte.

Le marquage CE indique que les produits répondent à des normes correspondant à un profil d'exigences européen. Fondée sur une philosophie, qui mise sur des normes communes, l'association professionnelle « CEFEP » a été créée en 2012. Ses membres produisent des matériaux isolants techniques homologués en Europe et portant le marquage CE.

Principales normes en matière d'isolation FEF et PEF

Comme pour tous les produits commerciaux, le marquage CE repose sur une déclaration des performances dans laquelle sont consignées les « caractéristiques essentielles » du produit. Dans le cas de matériaux isolants techniques en FEF et PEF, deux normes européennes sont fondamentalement pertinentes : la norme EN 14304 s'applique aux produits isolants thermiques en mousse d'élastomère flexible (FEF) pour l'équipement du bâtiment et les installations industrielles, qui sont utilisés typiquement pour une plage de température d'environ 50° à +110° C. Mais d'autres applications sont également possibles après consultation des fabricants. De son côté, la norme EN 14313 se rapporte aux produits isolants en mousse de polyéthylène (PEF) pour le même domaine d’utilisation. De plus, une distinction est faite pour les matériaux isolants techniques entre produits plats (panneaux isolants) et produits linéaires (tuyaux). Des données relatives à la conductivité thermique et au comportement au feu sont obligatoires dans les deux catégories. Les données relatives à la résistance à la diffusion de vapeur d'eau ainsi qu'au rejet de substances corrosives jouent également un rôle dans l'évaluation des matériaux. Ces deux normes de produits exigent des méthodes d'essai pour le contrôle de production en usine (FPC) ainsi qu'un premier essai (PTD).

Plus de sécurité de planification pour les utilisateurs

L’entrée en vigueur de RPC et des normes européennes harmonisées pour les produits de construction constitue un changement fondamental pour ce secteur. Traditionnellement, les normes de produits nationales décrivaient le plus souvent l'utilisation et la performance spécifiques des produits. Cela a évolué avec l'introduction du marquage CE, étant donné que maintenant des méthodes d'essai et d'évaluation harmonisées doivent être appliquées et correspondre aux normes de l'UE. D’autre part les Etats membres de l'Union européenne continuent de fixer de manière autonome leurs exigences de performance des bâtiments et des produits de construction.

Pour les planificateurs et les utilisateurs, il est extrêmement utile d'avoir une déclaration des performances qui contient des données complètes. Dans la pratique, cela n'est malheureusement pas toujours le cas dans nombre de secteurs. Ainsi, les fabricants ont la possibilité de décider eux-mêmes de certaines « caractéristiques » à contrôler et à certifier. Cela complique le travail des planificateurs qui sont amenés à comparer les produits et à déterminer s'ils conviennent au domaine d'application respectif. Mais ils restent seuls responsables de la sélection du bon produit de construction. Dans la description de leurs produits, les membres CEFEP misent donc sur une grande précision et des données claires.

Classement au feu européen

Les normes de produits européennes sont entrées en vigueur en même temps que les nouvelles euroclasses (A à F) selon EN 13501-1. Par conséquent, les organismes de certification chargés d'évaluer le comportement au feu de matériaux isolants techniques appliquent des méthodes d'essai uniformes. Les matériaux isolants inflammables des classes B à D nécessitent la méthode d'essai SBI (Single Burning Item) qui évalue la contribution du produit de construction au développement d'un feu. Les produits linéaires portent également l'indice « L ». Autre nouveauté, le contrôle de la production de fumée notée « s » (pour « smoke ») et de gouttes enflammées notées « d » (pour « droplets »). L'euroclasse E est déterminée pour les matériaux isolants par le test d'allumabilité selon EN ISO 11925-2.

Afin d'offrir à leurs clients la plus grande clarté possible avant même la livraison de matériaux isolants techniques, les membres CEFEP mettent au préalable à disposition leurs déclarations des performances, par exemple sous forme de fichier PDF téléchargeable sur leur site Internet. « Nous voulons apporter un maximum de transparence en ce qui concerne les performances déclarées pour nos produits et atteindre ainsi un grand niveau de sécurité lors de la sélection du produit », affirme Georg Eleftheriadis, président de l'association Gütegemeinschaft Hartschaum et président de CEFEP. « En cas de questions, nous nous faisons un plaisir de conseiller les distributeurs, les planificateurs et les utilisateurs. »

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Optimiseurs d'énergie : les matériaux isolants techniques en mousse d'élastomère flexible (FEF) et en mousse de polyéthylène flexible (PEF) comptent parmi les quelques produits industriels, qui économisent plus d'énergie pendant leur durée d'utilisation qu'il n'en est nécessaire pour leur production. Ils le prouvent aussi bien dans le domaine de l'isolation d'installations de chauffage et sanitaires qu'en matière d'isolation de la climatisation et de la réfrigération. « Ils aident ainsi à mettre en œuvre la réduction de la consommation énergétique des bâtiments décidée par l'UE », déclare Dominique Malache, expert technique auprès de l'association professionnelle CEFEP (Celle). Le secteur de la construction présente justement un grand potentiel d'économie. Les pays prennent leurs propres dispositions visant à renforcer les exigences s'appliquant aux bâtiments neufs et existants. Mais les objectifs fixés s'appliquent à l'échelle européenne : d'ici 2030, les émissions de gaz à effet de serre doivent être réduites de quarante pour cent par rapport à 1990 et les économies d'énergie doivent augmenter de 27 pour cent.

L'Europe a posé les jalons de la « transition énergétique ». Des objectifs climatiques ambitieux, qui concernent également le secteur de la construction, sont inscrits au programme. En général, ce secteur fait partie des branches industrielles gourmandes en matières premières et en énergie : environ quarante pour cent de la consommation totale d'énergie sont actuellement imputables au secteur du bâtiment. C'est pourquoi, les Etats membres de l'UE ont également renforcé au niveau national leurs exigences en matière de besoin en énergie primaire des ouvrages. Ce faisant, la protection thermique constructive de l'enveloppe du bâtiment est prise en compte tout comme l'efficacité énergétique de la technique des installations pour les systèmes de chauffage, de ventilation ou de refroidissement. Pour optimiser ainsi les installations techniques, des matériaux isolants synthétiques en mousse d'élastomère flexible (FEF) et en mousse de polyéthylène flexible (PEF) entrent en ligne de compte. Ils permettent de réduire la consommation d'énergie de l'installation et de la maintenir dans la durée.

Une étude atteste un écobilan positif

La fabrication de produits industriels nécessite des matières premières et de l'énergie. La question de leur impact sur l'environnement devient de plus de plus importante aussi bien pour le fabricant que pour le consommateur dans le cadre du changement climatique. Les matériaux isolants techniques constituent ici un cas particulier, étant donné qu'ils permettent d'économiser de l'énergie au cours de leur durée d'utilisation. Même si d'autres produits consomment moins d'énergie et engendrent moins d'émissions de CO2 pour leur fabrication, les matériaux FEF et PEF présentent dans l'ensemble un meilleur écobilan. Des études menées par des entreprises membres de l'association professionnelle CEFEP le confirment également. Ainsi, par exemple, le fabricant de matériau isolant Armacell a mené une analyse du cycle de vie entier (Life Cycle Assessment) sur plusieurs produits en tenant compte de la norme EN 15804. Les résultats montrent que les matériaux isolants FEF, grâce à leurs meilleures propriétés techniques, ont également un effet positif sur le bilan énergétique des bâtiments.

Efficacité énergétique des matériaux isolants techniques

Il ressort clairement de ces analyses et d'autres études que l'isolation thermique des tuyauteries contribue fortement à l'efficacité énergétique des bâtiments. Les installations de chauffage, en particulier, présentent d'importants potentiels d'économie. Ainsi, le besoin en énergie pour l'alimentation en eau chaude et chaleur de chauffage dans un bâtiment résidentiel moyen en Europe peut être réduit d'une valeur allant jusqu'à 25 pour cent grâce à une isolation optimale des tuyaux. Les matériaux isolants techniques en mousse d'élastomère flexible et en mousse de polyéthylène flexible sont recommandés en raison de leur effet durable qui est maintenu à long terme. « Grâce à leur structure à cellules fermées associée à une faible valeur de conductivité thermique, les matériaux isolants synthétiques favorisent la réduction de la consommation d'énergie dans les bâtiments », explique Dominique Malache. « Dans de nombreux cas, l'isolation de conduites, de robinetteries et de colliers s'amortit en quelques semaines. »

Besoin croissant dans le domaine de la climatisation

Le succès de l'isolation est lié au bon dimensionnement de l'épaisseur du matériau isolant, surtout dans le domaine de la climatisation. Ainsi, la température à la surface du matériau doit toujours être supérieure au point de rosée pour éviter efficacement la formation d'eau de condensation. Bien qu'il s'agisse là de la principale performance d'isolation, il en résulte également des avantages énergétiques pour ce domaine d'application. En raison de la faible différence de température, les économies escomptées sont généralement inférieures à celles attendues pour les installations de chauffage. Mais la génération de températures inférieures exige une plus grande consommation d'énergie que la production d'eau chaude. C'est pourquoi, investir dans des matériaux isolants techniques se rentabilise rapidement. « La protection contre les pertes d'énergie et la formation d'eau de condensation vont de pair », résume Dominique Malache. Le besoin en climatisation continue d'augmenter au niveau mondial et sera même multiplié par trois d'ici 2030 selon certaines prévisions.

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Utilisation d'un isolant à cellules fermées, pour réduire les ponts thermiques d’une installation technique et créer des économies d'énergie supplémentaires.

 

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