L’un des facteurs les plus importants lorsque vient le moment de sélectionner l’isolant optimal pour toiture de bâtiment commercial à toit plat ou à pente faible est d’obtenir le rendement thermique désiré. La valeur R est l’unité de mesure qui quantifie les propriétés isolantes d’un matériau de construction. La valeur R la plus élevée par pouce est la meilleure; elle aide à déterminer l’épaisseur d’un isolant de toiture pour établir les règlements de construction. La compréhension des valeurs R relatives facilite le classement dans la comparaison des différents choix de matériaux.
Examinons comment se classent les types d’isolants pour toit plat les plus courants selon leur valeur R.
1. Isolant pour toiture en mousse phénolique – Valeur R jusqu’à 7,5, fournie par différents fabricants
La mousse phénolique, qui avait été déclarée comme comportant une valeur R initiale pouvant aller jusqu’à 7,5 par pouce, n’a pas été fabriquée à grande échelle aux États-Unis depuis le début des années 1990 à cause de litiges portant sur les conséquences de la corrosivité et de la lixiviation acide sur des platelages de métal ou des attaches métalliques à la suite de certaines conditions météorologiques. Il se peut que certains systèmes de toiture, surtout des platelages de béton léger, comportent encore ce type d’isolation.
À l’heure actuelle, un fabricant européen commercialise une reformulation pour matériaux de construction à usage restreint aux États-Unis et au Canada. Il appartient aux rédacteurs de devis de décider si les avantages d’un tel isolant à valeur R élevée l’emportent sur d’autres problèmes éventuels.
2. Isolant en polyuréthane pour toiture – Valeur R de 7,2
Le polyuréthane en mousse giclé est un matériau à valeur R élevée pour l’isolation de toit plat. L’American Chemistry Council Center for the Polyurethanes Industry déclare des valeurs R allant jusqu’à 7,2 par pouce pour ce produit. Le polyuréthane en mousse à 1 ou 2 composants est couramment utilisé sur les toits plats commerciaux, tandis que les panneaux isolants en métal sont utilisés pour l’enveloppe du bâtiment et pour l’entreposage à froid dans les bâtiments avec des congélateurs ou des réfrigérateurs.
Le polyuréthane présente plusieurs avantages : performance structurale, stabilité dimensionnelle et résistance à l’humidité. L’avantage principal du polyuréthane giclé est qu’il épouse les surfaces irrégulières sur une grande variété de substrats. Ce produit affiche généralement une stabilité à long terme de la valeur R, ainsi qu’une résistance élevée aux flammes. Dans certaines régions climatiques, la fenêtre de température d’application et des limites d’humidité est plus restreinte.
3. Isolant de toit en polyisocyanurate – Valeur R de 6,8*
Le polyisocyanurate (polyiso) est une mousse plastique à alvéoles fermées que l’on fait adhérer à plusieurs revêtements, comme la fibre de verre ou la feuille métallique. L’utilisation d’agents gonflants dans la fabrication de ce produit a évolué au fil du temps afin de se conformer aux objectifs environnementaux. Un grand nombre de fabricants certifient que les agents gonflants qu’ils utilisent sont conformes aux normes de l’EPA, n’ayant aucune teneur en CFC ou en HCFC, et qu’ils respectent les normes de potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone pour l’isolation de toit.
L’industrie du polyiso a établi une norme appelée Résistance thermique à long terme (en anglais LTTR ou Long term Thermal Resistance) pour indiquer comment le polyiso isole avec le temps; il s’agit essentiellement d’une valeur R vieillie.
À titre d’exemple, la valeur R d’un panneau de polyisocyanurate revêtu d’une feuille métallique fabriqué avec du pentane est initialement de 6,8 par pouce et est projetée dans le temps à 5,7 par pouce. Le panneau isolant en mousse de polyisocyanurate pour toiture est l’un des meilleurs isolants, et l’un des premiers choix si l’on veut obtenir une efficacité thermique très élevée. Le polyiso est offert pour les systèmes d’isolation de toits plats ainsi que comme panneau isolant biseauté pour toits plats.
Les concepteurs recherchant l’accréditation en vertu d’un système d’évaluation des immeubles, comme LEED®v4, feront bien d’ajouter de l’isolant à un toit plat, comme l’isolant de polyisocyanurate non halogéné pour toiture. Ce type de formulation ne contient pas de produits chimiques ignifugeants pouvant nuire à l’environnement.
Le polyiso est le seul produit isolant de mousse plastique pouvant être posé directement sur un platelage métallique et conforme à FM Approval pour les systèmes de toiture de Classe 1. Il est aussi classé par UL comme isolant pouvant être posé directement sur un platelage métallique, et sous des membranes monopli, et sous des membranes asphaltiques pour toiture.
L’isolant polyiso pour toiture est aussi fabriqué en panneau haute densité et est fortement recommandé par les rédacteurs de devis comme panneau de revêtement. Les panneaux de revêtement protègent le système de toiture de la circulation sur le toit, des abus mécaniques et de la grêle. Ces panneaux de protection pour toiture sont résistants et légers.
La Polyisocyanurate Insulation Manufacturers Association (PIMA) effectue un travail de recherche exceptionnel sur les dernières tendances concernant l’avancement du polyiso et est d’un grand soutien pour l’industrie de l’isolation.
*Valeur initiale, mais non valeur vieillie de Résistance thermique à long terme (en anglais LTTR ou Long term Thermal Resistance), dans le but d’effectuer une comparaison efficace avec les autres produits
4. Isolant de polystyrène extrudé (PSX) haute densité comme isolant pour toiture – Valeur R de 5
Affichant une valeur R d’environ 5 par pouce, le polystyrène extrudé (PSX) est fabriqué à partir d’un processus d’extrusion afin de produire un isolant de mousse rigide à alvéoles fermées avec du polymère de polystyrène. Un grand nombre de fabricants ajoutent un colorant à la formulation pour obtenir une coloration unique distincte, habituellement rose, vert ou bleu.
Le PSX est utilisé majoritairement pour les applications de murs et en sous-fondation. En ce qui concerne la toiture commerciale, il est couramment spécifié pour les systèmes de toiture inversée ou les systèmes de toiture à membrane protégée. Pour ce qui est de la comparaison des coûts concernant la valeur R pour l’évaluation coûts-avantages des matériaux pour toit plat, le polystyrène extrudé se classe habituellement au milieu.
Le polystyrène extrudé est vulnérable aux adhésifs à base de solvant et à l’asphalte chaud. Son utilisation dans les systèmes de toiture à membrane protégée nécessitant du lest peut constituer un problème sur le plan du poids de la structure.
5. Polystyrène expansé (PSE) haute densité comme isolant pour toiture – Valeur de 4,6
Le polystyrène expansé (PSE) est fabriqué à partir des mêmes résines de polystyrène de base que le polystyrène extrudé (PSX) sauf que le processus de fabrication est différent et consiste en des particules formées et taillées de tailles et formes variées ou moulées. Les produits haute densité affichent une valeur R d’environ 4,6 en comparaison.
Les entrepreneurs aiment utiliser le PSE, car il se coupe facilement et il est léger. Théoriquement, il affiche une valeur R plus stable au fil du temps, car il ne contient aucun agent chimique gonflant pouvant libérer des gaz. Toutefois, il n’y a pas d’étude en cours pouvant confirmer cette assertion.
Le PSE présente cependant plusieurs inconvénients. Il est combustible, absorbe l’eau, peut se rétracter et se déformer s’il est exposé à des températures élevées, et n’est pas compatible avec les produits à base de pétrole, comme les solvants, les enduits et les adhésifs. De plus, le trafic pédestre sur le toit peut l’endommager.
6. Matelas et panneaux de fibre de verre et de fibre minérale – Valeur R variable selon le fabricant
L’industrie de toiture commerciale a éliminé progressivement les panneaux rigides de fibre de verre de deux pouces par quatre au fur et à mesure que les systèmes de toiture unicouche ont représenté une part plus grande de marché. Souple sous les pieds, la fibre de verre n’était pas recommandée pour les systèmes EPDM, PVC et TPO. Traditionnellement, les panneaux de fibre de verre étaient utilisés comme substrat pour les systèmes de toiture s’appliquant à chaud et avaient plusieurs avantages : ils offraient une résistance élevée au feu et une grande flexibilité, en plus d’être chimiquement inertes et résistants à la croissance de moisissures.
Peu de fournisseurs se consacraient à mettre les systèmes de toiture commerciale en marché avec les ressources nécessaires à soutenir différents tests de codage dans les assemblages contemporains. À l’heure actuelle, il est possible de se procurer des rouleaux de fibre de verre pour des usages spécialisés, comme pour l’isolation de bâtiments métalliques. De plus, des options de laine minérale exempte de formaldéhyde sont offertes pour certaines applications.
7. Panneau de perlite – Valeur R de 2,7
Considérée comme un « isolant thermique faible » dans le processus de fabrication, la perlite est habituellement combinée à des liants et à des fibres cellulosiques de renforcement. En production depuis la fin des années 1950, la perlite a été considérée comme un produit isolant innovant pour les toits plats à cause de sa teneur élevée en papier de rebut recyclé, fabriqué souvent à partir de bottins téléphoniques usagés. C’est un produit économique, qui affiche une valeur R stable. Des versions haute densité de ce produit sont installées sur de larges cannelures posées sur un platelage métallique d’une portée pouvant aller jusqu’à 2 ½ pouces. La perlite est disponible en plusieurs panneaux composites pour les systèmes de toiture appliqués à chaud, notamment les panneaux OSB et de gypse.
Les panneaux de perlite peuvent pourrir quand ils sont mouillés et nécessitent des traitements de surface ou des enduits qui les protègent de l’absorption excessive d’asphalte lors de leur installation. Ici encore, face à l’arrivée des systèmes de toiture unicouche et à leur popularité croissante auprès des rédacteurs de devis, ce produit perd du terrain en tant qu’option de toiture commerciale.
La valeur R n’est qu’un des nombreux critères dans la sélection d’isolants pour toiture de bâtiment commerciaux. L’isolant n’est qu’un composant d’un système de toiture complet. D’autres facteurs déterminants sont, notamment :
- Conformité aux exigences réglementaires d’ASHRAE 90.1, de l’International Energy Conservation Code (IECC), aux normes de l’International Building Code (IBC), de l’International Green Construction Code (IgCC), ainsi que des provinces et territoires canadiens.
- Conformité aux exigences de UL ou FM.
- Conformité aux exigences réglementaires d’ASHRAE Standard 189.
- Conformité au système de notation du U.S. Green Building Council LEED.
Pour obtenir davantage d’information sur l’isolation de toiture, veuillez consulter le guide détaillé de l’isolant polyiso.
