Une question particulièrement bien pensée et approfondie d’Aaron Birkland, lecteur de longue date de l’ACS, sur le pH de la mousse phénolique et sa nature corrosive possible m’a incité à suivre mon blog original sur l’isolation rigide Kooltherm de Kingspan.
Aaron a deux questions principales:
- Le problème de l’acidité et de la corrosion des fixations ou des tabliers de toit métalliques a-t-il été résolu avec le Kooltherm de Kingspan?
- Si oui, Kooltherm est-il le seul jeu d’isolation rigide en mousse phénolique en ville?
Bref contexte
L’isolant rigide en mousse phénolique a été introduit aux États-Unis dans les années 1980 et vendu par Beazer East et Johns Manville, mais de graves problèmes de corrosion ont entraîné des poursuites judiciaires et les deux sociétés ont cessé leur production en 1992.
Kingspan, une société irlandaise dotée d’une toute nouvelle formulation pour son isolant en mousse phénolique, produit et vend Kooltherm en Europe depuis 1992 et l’a introduit aux États-Unis en 2016.
Le rapport Dow
En 2012, Dow Building Solutions a présenté un livre blanc intitulé » Rigid Polymeric Foam Boardstock Technical Assessment « , lors d’une conférence de la Society of Plastics Engineers. Cet article compare certaines propriétés de performance de deux types de mousse phénolique, un type de polyisocyanurate et un type d’isolant en polystyrène extrudé (XPS). Voici les points les plus importants de cet article:
- 1. Aucune des deux isolations de panneaux en mousse phénolique mentionnées dans le livre blanc de Dow n’est Kooltherm de Kingspan.
- 2. La valeur de R indiquée pour les panneaux de mousse phénolique est de R-6,7 à R-7,5 par pouce; L’isolation Kooltherm est de R-8+ par pouce. (Comme la structure cellulaire de la mousse phénolique de Koolspan n’est pas uniforme, la valeur R réelle par pouce de l’isolant varie en fonction de l’épaisseur.)
- 3. Le formaldéhyde résiduel dans le panneau de mousse phénolique discuté dans l’article varie de 137 à 253 parties par million (ppm). Kingspan dispose de données tierces indépendantes (tests menés par l’Institut Fraunhofer en Allemagne) montrant du formaldéhyde résiduel à moins de 0,15 ppm. (Une difficulté est qu’en tant qu’entreprise basée en Europe, Kingspan n’a pas encore de résultats de test standardisés aux États-Unis.)
- 4. L’article rapporte des résultats de pH conformes à la norme ASTM 971 pour l’isolation phénolique A de 2,7 et pour l’isolation phénolique B de 2,0 (assez acide). Kingspan affirme que les tests de Kooltherm donnent un pH dans la même plage que le polyiso – 3,8 à 4. Encore une fois, l’absence de résultats ASTM tiers est un problème actuel sur lequel Kingspan travaille avec des agences de test américaines.
Dr. Jan Kosny de l’Institut Fraunhofer (voir la dernière section du blog) est un scientifique du bâtiment et un expert en matériaux très respecté; Kosny a qualifié ce rapport de Dow de « matériel de marketing. »
Kingspan m’a fourni un test de pH tiers de leur isolation Kooltherm réalisé par l’Université de Cardiff, en date du 21 juillet 2010, suivant la méthode d’essai de la norme EN13468: « Produits d’isolation thermique pour les équipements de construction et les installations industrielles – Détermination de traces de chlorure, de fluorure, de silicate et d’ions sodium solubles dans l’eau et pH. »Deux échantillons de l’isolant ont donné des résultats d’essai de pH de 6,51 et 6,49.
Rapport de test BDA Keuringsinstituut de Kingspan
Kingspan a partagé avec moi un rapport de test préparé par BDA Keuringsinstituut (une division de Kiwa NV, un laboratoire d’essais basé aux Pays-Bas), daté du 22 janvier 2010. Je n’ai pas la permission de copier ou de publier ce rapport complet, mais vous trouverez ci-dessous des informations du rapport.
Pour les essais BDA Keuringsinstituut, quatre types d’isolant rigide — laine minérale, mousse phénolique Kingspan, polyuréthane (PUR) et polystyrène expansé (EPS) — ont été fixés avec des rondelles et des vis sur un tablier en acier profilé (voir Image #1, ci-dessus) et l’isolant ensuite recouvert d’une membrane de toit en EPDM (voir Image #2, ci-dessous). Ces assemblages ont ensuite été placés sur un réservoir d’eau chauffé de telle sorte que les assemblages ont été soumis à 70 °C (158 °F) et à 95% d’humidité relative pendant 28 jours.
Pour voir l’état des fixations une fois les tests terminés, voir les images #3, #4 et #5 ci-dessous (toutes les photos tirées du rapport).
Extrait de la section « Résultats » du rapport : « ….t il semble qu’il n’y ait pas de différence structurelle dans la quantité de corrosion après l’essai. Toutes les vis présentent en moyenne la même quantité de corrosion sur la partie de la vis qui a été tournée à travers le tablier en acier profilé. Sur la partie qui n’a pas été tournée à travers le tablier en acier profilé et qui était donc en contact direct avec le matériau isolant, aucune corrosion n’a été constatée. »
J’ai essayé de contacter Dow Building Solutions pour obtenir leur réponse au rapport BDA Keuringsinstituut ci-dessus sur le Kooltherm de Kingspan, mais je n’ai pas eu de réponse.
Mon « Test de Wingnut »
Il m’est apparu que je pouvais aller au projet Kooltherm ici même à Brattleboro, monter dans le grenier inachevé et retirer quelques vis pour voir s’il y avait de la corrosion (voir Images #6 et #7). Le seul problème est que ces vis de gros bad-boy étaient protégées par une finition en émail cuite, et elles n’ont été en place qu’environ 4 ou 5 mois.
Je me suis également souvenu que pour mon blog sur le système d’installation d’isolation en cellulose X-Floc, nous avions utilisé Kooltherm dans une maquette murale installée avec de vieilles vis pour cloisons sèches intérieures (voir Images #8 et #9). Cette maquette murale est installée dans mon garage assez humide depuis trois mois. Il n’y a toujours pas de corrosion des fixations, j’ai donc décidé de remplir les trous de vis pour cloisons sèches avec de l’eau et de remettre les vis (voir Image #10). L’image #11 montre la même vis une semaine plus tard : pas de corrosion, pour ce que ça vaut.
Projet du DOE Buildings Technology Office sur le développement d’isolants en mousse phénolique
Je n’étais pas au courant du projet du DOE Buildings Technology Office jusqu’à ce qu’Aaron me le fasse savoir: Développement d’une mousse phénolique biosourcée, peu coûteuse, Non corrosive et Ininflammable pour l’isolation des bâtiments (voir Image #12). Je me suis renseigné auprès du partenaire du projet, Atlas Roofing. Ils ont indiqué qu’il n’y avait eu aucune commercialisation de ce travail, ni de leur part ni comme en témoignent les nouveaux brevets qu’ils ont pu trouver sur la base de ce projet (un indicateur clé de toute commercialisation de projet).
Juste avant de terminer ce blog, cependant, j’ai contacté le Dr Jan Kosny, Directeur des Enceintes et des matériaux de construction à l’Institut Fraunhofer aux États-Unis. Rapports Kosny:
- 1. Ce projet du DOE a été achevé en 2017. Actuellement, Fraunhofer est financé par le DOE et travaille avec le Laboratoire national d’Oak Ridge sur des tests de corrosion sur le terrain d’une gamme d’isolants en mousse phénolique, des recherches qui seront achevées en 2019.
- 2. Dans le cadre des essais de corrosion sur le terrain, Fraunhofer dispose d’une cabane d’essai sur le toit pour 5 ou 6 isolations en mousse phénolique disponibles dans le commerce ainsi que de deux nouvelles formulations (voir Images #12 et #13).
- 3. Fraunhofer poursuit de manière indépendante ses travaux sur l’isolation en mousse phénolique, un processus qui implique un développement de produits soutenu sur plusieurs années (jusqu’à huit années supplémentaires).
- 4. Bien qu’Atlas Insulation ne participe plus à cet effort de développement de produits, Fraunhofer est sérieusement engagé dans des discussions confidentielles avec un certain nombre d’autres entreprises pour poursuivre le développement d’isolants en mousse phénolique.
Sans surprise, ces images (et les tests qu’elles représentent) font honte à mes « tests à l’écrou à oreilles ».
Conclusions?
Kooltherm reste le « vrai McCoy » de l’isolant rigide en mousse phénolique actuellement disponible aux États-Unis.
Les problèmes d’acidité et de corrosion ont été résolus avec l’isolation rigide en mousse phénolique Kooltherm. Et alors que les concurrents de l’isolation Kooltherm peuvent être sur plusieurs années, la recherche et le développement dirigés par Fraunhofer pourraient bien signifier une concurrence sérieuse dans les années à venir.
En plus d’agir en tant que directeur technique de GBA, Peter Yost est vice-président des Services techniques chez BuildingGreen à Brattleboro, au Vermont. Depuis plus de vingt ans, il construit, recherche, enseigne, écrit et consulte sur les maisons hautes performances. Formateur et consultant expérimenté, il a été reconnu comme éducateur de l’année NAHB. Avez-vous un puzzle de science du bâtiment? Contactez Pete ici. Vous pouvez également vous inscrire à la newsletter par e-mail de BuildingGreen pour obtenir un rapport gratuit sur l’isolation, ainsi que des publications régulières de Peter.