Isolant pour tuyaux d'égout : types, règles de choix et aperçu de la technologie de pose

De nombreux facteurs influencent le fonctionnement des canalisations d'égout, notamment le froid. Pour que le système puisse fonctionner normalement même à des températures très basses, il est nécessaire de choisir correctement l'isolant pour les tuyaux d'égout et de procéder à son installation.

Les matériaux d'isolation thermique sont présentés sur le marché dans une large gamme, et faire un choix est parfois assez difficile, n'est-ce pas ? Nous vous aidons à résoudre ce problème. L'article présente un aperçu des différents types d'isolants, décrit leurs caractéristiques, leurs particularités d'installation et d'utilisation.

Règles de choix de l'isolant

Sur le marché de la construction, il existe un vaste choix de matériaux isolants, mais tous ne peuvent pas être utilisés comme isolation pour les canalisations d'égout.

La tâche principale de l'isolation n'est pas de chauffer le conduit, mais de réduire les échanges thermiques entre l'environnement extérieur et le fluide circulant dans les tuyaux.

Pour que l'isolant pour tuyaux remplisse efficacement sa fonction principale — la conservation de la chaleur — il doit répondre à 7 exigences fondamentales :

• avoir un coefficient de conductivité thermique aussi faible que possible ;
• conserver ses propriétés pendant une longue période ;
• résister à de grandes variations de température ;
• avoir de bonnes propriétés d'étanchéité ;
• être résistant aux agressions environnementales ;
• ne pas favoriser la combustion et ne pas émettre de fumée toxique ;
• être simple à installer.

L'isolation concerne les canalisations d'égout extérieures et la conduite principale installée dans un local non chauffé. Seules les régions où les températures ne descendent jamais en dessous de 0°C, même en hiver, en sont exemptées.

Pour les autres, la question est seulement le choix de la méthode et du matériau. On choisit les isolants en fonction de la réputation du fabricant ou de la marque, mais la façon la plus fiable est de se baser sur le matériau de fabrication.

Pour mieux se repérer dans la diversité des isolants disponibles, il faut partir de 3 règles : si plusieurs matériaux répondent aux exigences qui leur sont imposées, choisissez le moins cher, le plus simple à installer, le plus connu sur le marché et qui a fait ses preuves.

Les tuyaux d'égout sont le plus souvent isolés avec de la laine minérale, de l'argile expansée, des isolants en polystyrène et en polyuréthane. Des isolants liquides trouvent également leur application. Tous sont utilisés pour l'isolation passive.

En dehors de cela, il existe encore 2 options de protection des tuyaux contre le gel : la pose en dessous du niveau de gel des couches de sol et l'utilisation d'isolants actifs. Parmi ces derniers, on trouve l'isolation par câble.

Isolant en laine minérale

D'après la définition établie par le GOST 31913-2011, on peut conclure que la laine minérale doit être classée dans la catégorie des matériaux fibreux dont la production utilise des fondus de roches et de scories métalliques.

La notion elle-même regroupe 3 types de matériaux :

• fibre de verre ;
• laine de laitier;
• laine de roche.

Ils ont une épaisseur et une longueur de fibre différentes, des indices de conductivité thermique et de résistance à l'humidité différents, ils réagissent différemment aux charges mécaniques, mais la composition est identique dans tous. Les caractéristiques de la laine minérale produite par différents fabricants diffèrent également entre elles.

La base de la laine minérale est constituée de roches, à environ 90%. Le reste est composé d'additifs : argile bentonitique et résines à base de phénol.

La laine minérale répond aux principales exigences : faible conductivité thermique, résistance aux moisissures, aux champignons, à l'inflammation. Il existe 4 variantes de ce matériau : avec fibres disposées horizontalement, verticalement, de type spatial, ondulées.

La laine minérale présente un certain nombre de qualités qui font réfléchir avant de faire un choix en sa faveur.

Parmi les inconvénients de l'isolant, on trouve :

• la présence de résines formaldéhydes dans sa composition, qui ont un effet négatif sur la santé;
• la capacité à se tasser sous l'effet des charges mécaniques et par conséquent l'apparition de « ponts thermiques »;
• une grande absorption d'eau, ce qui oblige l'isolant à avoir une bonne étanchéité.

Les isolants en coton sont utilisés pour aménager les sections ouvertes des canalisations d'égout. Ils ne sont pas placés autour des tuyaux situés dans le sol.

Lorsqu'il est mouillé, ce type d'isolant perd pratiquement toutes ses qualités et devient souvent une cause de rouille sur les canalisations métalliques souterraines.

La pose de l'isolant en laine minérale se déroule en 3 étapes :

1. On colle du ruban adhésif en aluminium en spirale sur les tuyaux.
2. On enroule fermement l'isolant autour du tuyau. Les joints aux points de raccordement doivent coïncider.
3. On fixe l'isolant sur les tuyaux en l'enveloppant de ruban de plombier.

Compte tenu de la faible densité du matériau et de sa capacité à bien absorber l'humidité, une étanchéité est nécessaire. On utilise pour cela du papier d'aluminium ou du feutre bitumé. La présence d'une couche d'aluminium sur l'isolant facilite la tâche, mais les extrémités devront tout de même être isolées.

Isolation des tuyaux avec de la laine de verre

La laine de verre, comme l'un des types de laine minérale, possède toutes ses caractéristiques positives et négatives. C'est un matériau naturel obtenu à partir de matières premières telles que les quartzites ou le sable.

Le coefficient de conductivité thermique de cet isolant se situe entre 0,028 et 0,034. Plus l'épaisseur est grande, plus il est faible. La densité moyenne est de 150-200 kg/m³.

Le processus d'obtention de la laine de verre consiste à faire fondre la matière première en portant la température à 1400°C. Le verre fondu est ensuite soufflé à la vapeur, ce qui produit des filaments fins. Ceux-ci sont imprégnés de solutions liantes et d'aérosols polymères, puis, pour les égaliser et les former, ils sont acheminés vers des rouleaux spéciaux, après quoi le matériau subit les étapes de polymérisation, de refroidissement et de découpe.

Pour réduire l'hygroscopicité, certains fabricants produisent de la laine de verre avec une couche d'isolation déjà prête. Il peut s'agir d'aluminium ou de tissu en fibre de verre. Parmi eux, on trouve des isolants populaires comme Ursa, Knauf, Isover. L'isolant en fibre de verre arrive sur le marché de la construction sous forme de nattes, de rouleaux et de cylindres.

Peut-on isoler les canalisations d'égout avec de la laine de laitier ?

Ce matériau est un sous-produit de la technologie de fusion de la fonte. La laine de laitier a une structure lâche et une caractéristique très désagréable, propre aux produits de haut fourneau : une acidité résiduelle.

En présence d'humidité, des acides se forment sur la surface isolée par ce matériau, affectant négativement le métal comme le plastique. La laine de laitier fond à 300°C, a un coefficient de conductivité thermique de 0,46-0,48, une épaisseur de fibre comprise entre 4 et 12 microns. Elle présente une faible compatibilité écologique.

Le coefficient d'absorption d'eau de cet isolant pour tuyaux d'égout est plus élevé que celui de la laine de verre. Le matériau est instable aux variations de température, par conséquent sa durée de vie est courte.

Pour cette raison, il est rarement utilisé pour l'isolation des tuyaux d'égout, tout comme les autres variantes en laine, et n'est employé que pour l'isolation des sections aériennes des canalisations.

Les matières premières pour la production de la laine minérale sont les roches. La laine de basalte est un matériau résistant avec une densité de 25-200 kg/m³ et un faible coefficient de conductivité thermique de 0,03 à 0,04.

Très résistante aux variations de température — elle ne perd pas ses propriétés initiales dans la plage de -60°C à +200°C, et commence à fondre lorsque la température dépasse 1000°C.

La laine de basalte est produite par de nombreux fabricants réputés sous différentes formes : rouleaux, panneaux, cylindres. Les sociétés les plus connues sont TechnoNicol, Rockwool, Knauf.

Les fibres de la laine de roche ont les mêmes paramètres que celles de la laine de laitier, mais elles sont beaucoup plus élastiques. Par conséquent, elles ne se cassent pas, ne pénètrent pas dans les voies respiratoires et n'irritent pas la peau. Mais ce type de laine minérale a aussi des inconvénients — un coût élevé, une résistance insuffisante et toujours la même substance phénolique chez certaines marques du matériau.

Isolant en polystyrène expansé pour tuyaux

Les coques en polystyrène expansé sont un isolant populaire pour l'isolation des tuyaux d'égout. Deux pour cent de sa composition sont de petites granules de polystyrène de 1 à 5 mm, les 98% restants sont de l'air. Après traitement du matériau avec un agent gonflant, les granules acquièrent légèreté et élasticité, s'attirent mutuellement et se collent.

Par pressage suivi d'un traitement à la vapeur à haute température, on donne au matériau la forme souhaitée.

Il s'agit en fait d'un simple polystyrène expansé, mais sous forme de coque conçue pour une utilisation répétée. La différence entre le coefficient de conductivité thermique de l'isolant en polystyrène expansé (0,03-0,05) et celui de la laine minérale est faible. La coque, en forme d'hémisphères, remplit assez efficacement la tâche de conservation de la chaleur.

La coque en polystyrène expansé peut être constituée de 2 ou 3 éléments. Sur leurs côtés se trouvent des verrous avec un dispositif de fixation. La coque est choisie en fonction du diamètre du tuyau et, après l'avoir mise en place, on l'enclenche.

Comme le polystyrène expansé n'est pas très résistant aux contraintes mécaniques, les fabricants dotent les coques d'un revêtement extérieur en feuille d'aluminium, en fibre de verre et en d'autres matériaux.

Les propriétés d'isolation thermique élevées sont assurées par des micro-alvéoles à paroi mince qui ne laissent pas passer la chaleur. La durée de vie de la coque d'isolation thermique est assez longue — environ 50 ans.

Il existe deux types de ce matériau : le polystyrène ordinaire et le polystyrène extrudé. Les caractéristiques de ce dernier sont supérieures, mais le prix est également plus élevé.

Malgré de nombreuses qualités positives, le polystyrène expansé présente également des inconvénients. Il ne supporte pas les rayons ultraviolets, donc lors de la pose de tuyaux dans des endroits découverts, une protection solaire supplémentaire est nécessaire. Ce matériau est dense mais fragile, et en brûlant, il peut provoquer une intoxication car la fumée qu'il dégage est toxique.

Les travaux d'installation sont si simples qu'ils ne nécessitent pas de qualification particulière. Après avoir placé les segments d'isolation sur le tuyau d'égout, on réalise un chevauchement en les décalant en longueur de 200 à 300 mm les uns par rapport aux autres. Pour éviter les ponts thermiques, les éléments d'isolation sont assemblés entre eux à l'aide d'un système à quartier ou à rainure et languette.

Après avoir réalisé la liaison, les deux pièces sont fortement comprimées. Les points de contact sont collés avec du ruban adhésif. Parfois, les joints sont enduits de colle, mais alors l'isolant perd son avantage de réutilisation, car lors du démontage, il devra être découpé.

On place sur la coque une couverture de protection fournie avec elle, ou on l'enveloppe simplement d'un film de polyéthylène si elle n'en a pas.

La coque s'utilise aussi bien pour les trajets aériens que pour la pose de conduites souterraines. Cet isolant peut être installé sur un tuyau d'un diamètre minimum de 1,7 cm et maximum de 122 cm. À un diamètre de 200 mm, le cylindre se compose de 4 éléments, et pour les grands produits, il peut y en avoir jusqu'à 8.

Les tranchées avec les tuyaux d'égout sont d'abord remblayées avec du sable sur une hauteur d'environ 0,2 m, puis avec de la terre. Dans les régions aux hivers très froids, l'isolation thermique sous forme de coque en polystyrène expansé est complétée par un câble chauffant placé sous la coque.

Coques en polyuréthane

Les cylindres en polyuréthane expansé constituent une bonne alternative aux analogues en polystyrène. Ils se caractérisent par une densité plus élevée, tandis que le coefficient de conductivité thermique est presque identique.

Le polyuréthane expansé présente également une meilleure résistance aux contraintes mécaniques. Sa plage de température d'utilisation est également plus large, sans perte de ses propriétés mécaniques.

La plage de température normale pour une coque en polyuréthane est de -180⁰ à +130⁰. Ce matériau présente également un indice de sécurité incendie élevé : il s'enflamme à 415⁰ et s'éteint ensuite de lui-même.

L'isolation thermique se présente sous forme de demi-cylindres munis de clips transversaux ou longitudinaux. Pour renforcer la protection, la coque est parfois enfermée dans des gaines en acier zingué spéciales avec des verrous, mais le plus souvent on applique simplement un revêtement spécial.

Utilisation du polyéthylène expansé

Le polyéthylène expansé est souvent utilisé comme isolant pour les tuyaux d'égout. C'est un matériau peu dense - jusqu'à 40 kg/m³. Le coefficient de conductivité thermique est d'environ 0,05.

Il ne modifie pas ses propriétés dans une plage de température de -50°C à +90°C. Sa faible épaisseur permet de gagner de la place, ce qui le rend adapté aux endroits où il ne reste qu'un très petit espace entre les tuyaux et le mur.

Le polyéthylène expansé résiste bien à une exposition prolongée à l'humidité. Il est ignifuge. Il supporte plus de 300°C. Lorsqu'il brûle, ses émissions dans l'atmosphère ne contiennent pas de toxines dangereuses.

Les avantages de cet isolant sont sa légèreté, sa durabilité et son prix abordable. Cet isolant est fabriqué par des fabricants tels que Magniflex et Penofol, Energoflex, Thermoflex. Il est disponible sous forme de cylindres de différents diamètres et en rouleaux. Il existe des versions avec feuille d'aluminium sur une ou deux faces.

Cette option d'isolation thermique est rarement utilisée pour les tuyaux d'égout ; elle sert à isoler les tronçons de canalisations situés dans les sous-sols et au-dessus du sol.

Utilisation de l'isolant en feuille d'aluminium pour l'isolation des tuyaux

Le matériau est le plus souvent utilisé pour les réseaux extérieurs en tubes métal-plastique. Il existe deux variétés de foil isolant : SRF et FG. Sa fabrication utilise une feuille (ondulée ou aluminium) et une couche bitume-polymère comme liant.

Il est vendu en rouleaux. Ce matériau est solide, écologique et a une longue durée de vie. Il a fait ses preuves dans les régions aux climats variés.

Caoutchouc expansé comme isolant

Ce matériau isolant est fabriqué à partir de caoutchouc naturel ou composite. Il se distingue par sa haute sécurité incendie et son élasticité. L'isolation des tuyaux avec ce matériau est réalisée par collage. La pénétration mutuelle des surfaces permet d'obtenir une jointure solide.

La structure du caoutchouc mousse est fermée et poreuse. C'est pourquoi il possède une flexibilité accrue. Sur le marché de la construction, cet isolant thermique se présente sous forme de feuilles, de cylindres et de rouleaux.

Cet isolant thermique est produit par des fabricants tels que la société italienne K-FLEX, les sociétés allemandes ARMAFLEX et KAIFLEX. En raison de son coût élevé, le caoutchouc mousse est très rarement utilisé pour l'isolation des tuyaux d'égout.

Isolation des canalisations avec de l'argile expansée

Ce matériau est utilisé pour l'isolation thermique des tuyaux d'égout posés sous terre. Son fonctionnement normal n'est possible que dans un environnement sec, c'est pourquoi les travaux d'isolation sont effectués par temps chaud et sec.

La technologie est simple :

1. Placez deux couches de membrane sous le tuyau, en faisant chevaucher le tissu sur les parois de la tranchée.
2. Versez l'argile expansée.
3. Repliez les bords des lés par-dessus l'argile expansée en les faisant se chevaucher.

En présence d'humidité, ce matériau en vrac perd ses propriétés. Il est conseillé de l'utiliser dans les régions au climat tempéré, car il n'est pas très efficace en tant qu'isolant.

Comme ce matériau est à base d'argile, il en conserve toutes les caractéristiques. L'argile expansée est chimiquement inerte, ne favorise pas la pourriture, mais elle est instable face aux chocs violents et absorbe bien l'humidité.

La densité du matériau dépend de son grade. Il existe plusieurs types d'argile expansée avec différentes densités, formes et tailles de granulés. Une argile expansée de qualité a une forme ronde régulière et une structure interne uniforme.

Peinture isolante thermique comme isolant

Visuellement, la peinture thermo-isolante ressemble à une peinture ordinaire. Son avantage est qu'elle peut être appliquée sur des surfaces de toutes formes. La couche de peinture forme un revêtement élastique étanche qui fonctionne sur le principe d'un thermos.

Le revêtement aux hautes performances énergétiques constitue un système multicouche comprenant des microsphères sous vide de différents types, un liant acrylique, des additifs modificateurs qui empêchent l'apparition de rouille sur la surface des tuyaux métalliques et de moisissure.

Pour la production des microsphères, on utilise de la céramique, de la perlite, de la mousse de verre et d'autres substances aux propriétés isolantes. La peinture est très pratique à utiliser et crée un revêtement durable.

L'effet de l'application de cette peinture est le même que celui d'une isolation avec de la laine minérale ou du polystyrène expansé. On l'applique aussi bien manuellement à l'aide d'un rouleau ou d'un pinceau qu'avec un pulvérisateur.

Quand un câble chauffant est-il nécessaire ?

Si les canalisations d'égout, ne pouvant être enterrées, sont posées à la surface du sol, la méthode d'isolation la plus efficace pour elles sera une combinaison de plusieurs matériaux plus un câble électrique.

Le processus d'installation du câble chauffant est présenté dans la sélection de photos suivante :

La même méthode d'isolation est également judicieuse lorsque les tubes sont à une profondeur inférieure au niveau de gel du sol.

La cause de la pose de canalisations d'égout sans enfouissement peut être un niveau élevé de la nappe phréatique, un sol rocheux, ou le permafrost.

Il existe deux types de produits : résistif et autorégulant. En complément du premier, des thermostats sont nécessaires. Il peut être à un ou deux conducteurs. L'option la plus pratique est le câble autorégulant, qui offre une protection efficace contre la surchauffe et une bonne conductivité thermique.

Sa résistance diminue lorsque la température baisse et augmente lorsqu'elle monte. Le troisième type de câble, le câble zonal, est utilisé lorsqu'il est nécessaire d'apporter de la chaleur uniquement à certaines zones.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

L'auteur répond à la question de l'opportunité d'isoler les tuyaux situés en dessous du niveau de gel :

Avantages de l'utilisation de cylindres d'isolation thermique en polystyrène extrudé :

Le fonctionnement sans incident du système d'égouts dépend en grande partie de la qualité de l'isolation thermique des tuyaux. Parmi toutes les méthodes existantes d'isolation thermique des canalisations d'égout, il convient de choisir celle qui correspond aux conditions climatiques, à la profondeur de pose des tuyaux et aux particularités du réseau.

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