Techno du futur 4 min
La Smart House met les plastiques à rude épreuve
Cette maison-laboratoire unique en Europe édifiée en 2015 préfigure le rôle des matières plastiques dans l’habitat de demain, autosuffisant sur le plan énergétique et axé sur le confort des occupants.
La Smart House met les plastiques à rude épreuve
La Smart House met les plastiques à rude épreuve

Les polymères font le plein d'énergie

Un climat favorable à l'innovation

Responsable de près d’un tiers des émissions de Gaz à effet de serre (GES), le secteur de la Construction consomme également 40% de l’énergie mondiale… Sous l’effet de la croissance démographique et de l’urbanisation, son impact risque de s’aggraver. D’où l’obligation, désormais, pour les industriels impliqués vers la Construction de concentrer leurs efforts sur la gestion durable des matériaux et l’efficacité énergétique des systèmes constructifs… 
Avec plus de 20% de leur production destinée à ce secteur, les producteurs de matières plastiques ne font pas exception. Pour ceux qui, comme Bostik, y réalisent plus de la moitié de leurs activités, la performance environnementale est même un enjeu vital… Et un axe prioritaire d’innovation.

Spécialiste de la fabrication d’adhésifs, des mastics et autres liants, il bénéficie à cet égard d’un atout. Destinés à l’assemblage, ces produits à base de polymères sont omniprésents dans toutes les parties du bâtiment où ils assurent la liaison entre différents matériaux et composants ainsi que l’interface entre l’intérieur et l’extérieur.  Ce qui constitue une situation idéale pour évaluer les interactions à l’œuvre dans une habitation… Et l’efficacité des systèmes constructifs innovants.

 

Le labo des plastiques dédiés à l'habitat

Aucun industriel ne teste tous ses produits, simultanément, sur le même banc d’essai. Ce serait une perte de temps car chacun d’eux ayant son domaine d’utilisation spécifique répond à des critères de performances différents. Les plus audacieux se contentent de réaliser des prototypes… Le plus souvent pour épater la galerie.
Tel n’est pas l’objectif de la Smart House, édifiée en marge du Bostik Smart Technology Center, en France, peu après l’acquisition en 2015, de l’entreprise par Arkema.Cette habitation expérimentale de 160 m2 est à la fois un laboratoire et un simulateur à taille réelle. Elle permet d’évaluer le comportement, in situ, d’une quarantaine de produits destinées à la Construction fabriqués dans les différentes filiales du groupe ou en phase de développement avec ses partenaires…

À commencer par les adhésifs, mastics et autres enduits organiques dont Bostik s’est fait une spécialité. Outre sa vocation expérimentale, la Smart House est aussi la vitrine de cette politique de recherche et développement collaborative.

Le polystyrène met l'isolation au pied du mur

La Smart House est, sans doute, l’un des seuls bâtiments au monde candidat à une quadruple certification internationale : les labels anglo-saxons de qualité environnementale Leed et Breeam, et pour la performance thermique, les labels européens BEPOS et Passivhaus. Le premier distingue les bâtiments à énergie positive et le second ceux qui consomment, avec leurs équipements domestiques, moins de 120 kWh/m²/an, dont 15 au maximum pour le seul chauffage.
Pour atteindre ce niveau d’efficience énergétique, les concepteurs ont concentré leur effort sur l’enveloppe du bâtiment. Ils ont opté pour un système constructif développé au Canada qui intègre l’isolation à la maçonnerie. Le béton est coulé directement dans des blocs de coffrage en polystyrène renforcé.

Ce qui permet de réaliser, dès le début du gros œuvre, une double isolation, à la fois extérieure et intérieure, d’autant plus efficace qu’elle est totalement solidaire de la structure. Outre ses performances thermiques et acoustiques, elle assure une parfaite étanchéité.

Pour améliorer les performances du béton à cet égard, Arkema a ajouté sa touche personnelle à ce procédé… Il peut ainsi tester la combinaison de superplastifiants, destinés à en augmenter la fluidité avec un additif qui empêche la formation de bulles d’air, causes majeures d’infiltrations. 
Côté intérieur, ce type d’isolation constitue, par ailleurs, un banc d’essai idéal pour évaluer l’action du nouvel enduit de lissage isolant développé par Bostik.

Vitrages isolants, un verre de trop pour l'environnement

Outre sa toiture photovoltaïque, la Smart House dispose d’une pleine façade vitrée exposée au sud. Objectif : tirer le meilleur parti du rayonnement solaire, en termes de luminosité et surtout de confort thermique, principal facteur de dépense énergétique.
Ce dispositif permet de tester l’efficacité des mastics destinés à l’assemblage des triples vitrages et à la jonction des châssis et des menuiseries. Leur performance thermique, en effet, repose largement sur la stabilité et de l’étanchéité qui sont assurés, pour l’essentiel, par ces matériaux organiques.

 

La surenchère dans l’isolation n’est toutefois pas sans inconvénient. Ainsi, le recours systématique aux vitrages ultra-performants peut s’avérer incompatible avec une démarche environnementale, en raison de l’excès de poids et de la surconsommation de matériaux. La nécessité de les alléger ouvre donc de nouvelles perspectives aux matières plastiques… Et à l’expérimentation dans ce domaine. 
C’est d’autant plus évident que certains fabricants européens de triples vitrages estiment avoir résolu ce problème, en remplaçant le verre intermédiaire par un film plastique… Au détriment, cependant, de leur capacité d’isolation.

Les panneaux de façade collés emportent l'adhésion

L’isolation extérieure fait aussi largement appel au collage élastique des panneaux des façades ventilées. Positionnés grâce un adhésif double face, ils sont collés définitivement grâce à un mastic MS Polymer compatible avec divers matériaux : bois, aluminium, fibres-ciment, composite bois ou pierre… 
Ce procédé qui permet de poser rapidement des panneaux plus minces sur des ossatures porteuses plus légères, sans fixations mécaniques, garantit un niveau de performance thermique, été comme hiver, équivalent aux dispositifs traditionnels plus complexes et plus lourds. 
Les panneaux de façade stratifiés ont bénéficié, pour leur part, d’un traitement de finition à base de résines acrylates, sans solvants ni eau, qui sèche sous l’action d’un faisceau d’électrons.

Cette méthode de séchage industrielle instantanée et peu consommatrice d’énergie a surtout l’avantage de réduire considérablement les émissions de COV – les composés organiques volatils - tout au long du cycle de vie des panneaux. D’où l’intérêt d’évaluer, in situ et dans la durée, les performances des polymères et des résines impliquées dans ces nouveaux procédés.

Vers l'autonomie d'énergie

Bien que l’isolation constitue une priorité pour réduire les consommations d’énergie, liées d’abord au chauffage et, de plus en plus, à la climatisation, la recherche de l’efficience passe aussi la production d’énergie renouvelable. Elle vise d’abord, l’autosuffisance énergétique du bâtiment voire, bientôt, le stockage ou le partage d’énergie excédentaire. Tel est le second volet des essais menés dans la Smart House, sur la base de scénarios qui simulent les besoins domestiques en énergie d’une famille de cinq personnes. Ils portent pour l’essentiel sur la production d’électricité photovoltaïque. 
Son toit est recouvert de 63 panneaux sélectionnés afin de comparer les différentes combinaisons de matériaux polymères indispensables à leur fabrication. En effet, alors que la couche arrière isolante est composée d’un seul polymère fluoré, comme le Kynar, plusieurs solutions sont en concurrence par ailleurs. 
Pour encapsuler les cellules, protéger les circuits électriques, par exemple, on peut opter pour l’association classique d’éthylène-acétate de vinyle (EVA) avec un agent de réticulation ou l’emploi d’un polymère thermoplastique nanostructuré conçu pour les panneaux à "couches minces" et compatible avec de nombreux procédés industriels. 
Dans la même optique, les essais in situ sont indispensables pour améliorer encore les performances des résines acryliques (PMMA) utilisées comme alternative au verre trempé pour la couverture transparente des panneaux.

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