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Auteur(s)
-
Daniel WYART : Ancien directeur Marketing - BASF Coatings SAS
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Le polystyrène expansé (PSE) est un matériau alvéolaire rigide, peu dense, dont les principales utilisations sont l'isolation thermique des bâtiments et l'emballage des produits industriels ou alimentaires.
Il existe deux types de polystyrène expansé :
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le polystyrène expansé moulé (PSE-M) ;
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le polystyrène expansé extrudé (PSE-E) ou XPS (Extruded polystyrene foam).
Le PSE-M est obtenu à partir d'un polystyrène cristal auquel on a ajouté en cours de polymérisation, un agent d'expansion (le pentane, C5H12).
Le PSE-E est quant à lui obtenu lors de l'extrusion par injection sous pression d'un gaz d'expansion (le pentane) dans le polymère cristal fondu.
Les propriétés les plus remarquables du polystyrène expansé sont :
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sa faible masse volumique ;
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son pouvoir isolant thermique ;
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ses excellentes propriétés mécaniques (résistance en compression, capacité d'amortissement des chocs) ;
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son insensibilité à l'eau ;
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sa facilité de mise en forme (moulage, découpage) ;
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sa recyclabilité.
Enfin, la production de styrène à grande échelle et la facilité de polymérisation de ce monomère conduisent à un compromis propriétés/prix particulièrement intéressant pour les deux marchés principaux du polystyrène expansé.
La découverte du polystyrène remonte à 1839, mais son exploitation industrielle date de 1933, en Allemagne et aux USA. Le premier procédé utilisé (suspension aqueuse) fonctionnait en discontinu.
Dès les années 1940, apparaissent des procédés de polymérisation dite « en masse » continu et en discontinu. Le procédé « masse en continu » triomphe dans les années 1960, grâce aux progrès technologiques permettant d'évacuer la chaleur produite par la polymérisation (∼ 710 kJ/kg).
Le polystyrène expansé a été inventé en 1944 par Ray Mc Intire (1919-1996) alors qu'il travaillait pour la Dow Chemical. Découvert par hasard, ce polystyrène fut commercialisé sous le nom de « Styrofoam ». Matériau rigide, de faible densité, il a d'abord été utilisé comme isolant thermique dans le bâtiment.
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Gestion des déchets de PSE
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8. Applications
Les PSE-M et PSE-E sont utilisés dans toutes les situations décrites ci-après. Cependant, pour des raisons de coûts, le PSE-E (XPS) n'est effectivement utilisé que lorsque l'on recherche d'excellentes propriétés de résistance en compression ou d'imperméabilité à l'eau.
Dans le secteur de l'emballage, les applications du PSE-E sont limitées aux objets de faible épaisseur
pouvant être obtenus par thermoformage (par exemple, barquettes, boîtes à œufs, emballages de restauration rapide).
8.1 Isolation thermique des bâtiments
Le choix des isolants en PSE-M ou en PSE-E, version blanche ou version grise, est fait, dans de nombreux cas en raison de leurs performances thermiques mais aussi parce qu'ils apportent des avantages supplémentaires tels que leur insensibilité à l'humidité ou encore leur résistance mécanique.
Les structures mal isolées, les constructions légères ou les combles aménagés sont souvent humides du fait de la condensation à la surface ou au sein des murs extérieurs lorsque la température baisse. Cette humidité ambiante altère le bien-être et la santé des habitants et entraîne des dégradations importantes du bâtiment (taches sombres sur les moquettes et revêtements intérieurs, odeur de moisi).
L'analyse de l'éco-efficacité évalue les produits et les procédés selon un point de vue économique et écologique afin de déterminer quels sont les plus efficaces ; les PSE de nouvelle génération, version grise comme le Neopor® s'avèrent les plus avantageux, avec un coût réduit et un faible impact sur l'environnement.
La figure 31 présente les résultats d'une analyse d'écoefficacité à partir de l'exemple d'un système d'isolation thermique composite. L'intérêt du PSE de nouvelle génération (version grise) réside dans la réduction de 50 % des matières premières employées. On obtient le même pouvoir isolant avec une épaisseur de matériaux réduite de 15 à 20 %.
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