Isolation thermique d’une usine : 5 bonnes pratiques

L’isolation thermique d’une usine : 5 bonnes pratiques actionnables 

A l’échelle mondiale, l’industrie compte pour un quart dans la consommation d’énergie annuelle et génère environ 40 % des émissions de dioxyde de carbone liées à l’énergie (source). Au-delà du durcissement des réglementations environnementales et de la nécessité de ménager l’environnement, la réduction de la consommation d’énergie revêt également un enjeu économique majeur pour les entreprises industrielles. 

Si les secteurs de la chimie, de la pétrochimie et du raffinage ont largement adopté l’isolation sous des formes parfois très poussées et innovantes, ce procédé décisif est étonnamment boudé par les autres secteurs. Pourtant, selon une étude de la Fondation européenne pour l’isolation industrielle, le retour sur investissement de la mise à niveau de l’isolation d’une usine ne dépasse pas les deux ans. Et selon Ecofys, une bonne isolation réduira les pertes de chaleur de l’usine de 50 à 60 %.  

Dans cet article, la rédaction vous propose 5 bonnes pratiques actionnables pour l’isolation thermique d’une usine. 

#1 La réfection du toit, priorité de l’isolation thermique  

L’isolation du toit est effectivement l’incontournable point de départ dans l’isolation de l’usine, car c’est par le toit que se produisent jusqu’à 30 % des déperditions thermiques.  

La réfection de la toiture va permettre d’arracher une partie ou la totalité du toit pour en changer le revêtement. Elle peut être motivée par plusieurs raisons :  

• L’âge ou la détérioration du revêtement de l’usine, car dans un environnement industriel, les matériaux sont soumis à des contraintes sévères comme les variations de température et les expositions chimiques ; 
• Le remplacement de matériaux traditionnels comme les tôles ondulées par des matériaux plus performants tels que les membranes en éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) ou en polyoléfine thermoplastique (TPO), avec une meilleure résistance aux UV et aux produits chimiques, une plus grande durabilité et, surtout, une meilleure performance d’isolation ; 
• La réfection peut également viser à réduire les coûts de maintenance à long terme dans les bâtiments vieux de plusieurs décennies. 

Les lignes de couverture comme les arêtiers, les rives, le faîtage et les noues doivent être traitées avec soin pour garantir une étanchéité parfaite. Cette étape est vitale, surtout dans les environnements industriels où les toits peuvent être soumis à des contraintes mécaniques et chimiques importantes. Par exemple, dans une usine chimique, les émanations corrosives peuvent endommager le toit si l’étanchéité est défaillante. 

Citons également le rechapage, une méthode qui consiste à appliquer une nouvelle couche d’étanchéité sur l’ancienne. Elle est moins coûteuse et plus rapide que le remplacement complet du toit. Cependant, un carottage préalable est indispensable pour s’assurer de l’absence d’eau ou d’humidité sous l’ancienne couche. Cette vérification est essentielle car l’humidité piégée peut dégrader l’isolation et affaiblir la structure du toit. 

#2 La végétalisation pour les toits d’usine peu pentus 

Les toits d’usine qui présentent une pente inférieure à 20 % peuvent accueillir de la végétation pour améliorer leur isolation thermique et acoustique, en été comme en hiver.   

La végétalisation de toits d’usines peut se faire de deux manières : extensive ou intensive. La différence réside dans la profondeur du substrat utilisé et les types de végétation plantée. 

Dans une toiture végétalisée extensive, le substrat est relativement mince, généralement de 15 à 20 cm. Cette faible épaisseur limite le choix des plantes aux espèces résistantes et autonomes comme les sedums, en raison de leur faible besoin en eau et en entretien. On parle notamment des espèces Sedum Album et Sedum Sexangulare qui supportent bien la sécheresse et qui ne nécessitent que très peu de soins, ce qui les rend parfaites pour les toits difficiles d’accès. 

La végétalisation intensive implique un substrat beaucoup plus épais, pouvant atteindre 60 cm ou plus. Cette profondeur permet de cultiver une variété beaucoup plus large de plantes, avec la possibilité de planter des arbustes et même des petits arbres. Les toitures végétalisées intensives nécessitent un entretien plus régulier, semblable à celui d’un jardin traditionnel, et permettent davantage de liberté en termes d’aménagement paysager. 

Comment choisir ? Voici un tableau comparatif pour vous aider :  

Quelle que soit la méthode de végétalisation choisie, les avantages sont (très) nombreux et s’inscrivent à l’intersection de l’optimisation des coûts, de la lutte contre le réchauffement climatique et du bien-être au travail :   

• Les toits végétalisés sont une couche d’isolation supplémentaire qui réduit les besoins en chauffage et en climatisation ; 
• Ils absorbent les eaux pluviales, ce qui diminue le ruissellement et soulage les systèmes d’évacuation urbains ; 
• Sur le plan environnemental, ils favorisent la biodiversité en créant des habitats pour diverses espèces. Ils œuvrent également pour améliorer la qualité de l’air ; 
• Un toit végétalisé intensif peut devenir un véritable espace vert surélevé. Si la structure du bâtiment le permet, ces espaces peuvent être aménagés en jardins ou en zones de repos pour les collaborateurs. 

#3 Intégration d’un système de gestion thermique des huiles industrielles 

Ce n’est pas une mesure d’isolation thermique à proprement parler, mais elle permettra d’optimiser la consommation d’énergie dans les usines qui comptent des systèmes hydrauliques. 

Les huiles hydrauliques, généralement utilisées dans les presses, les convoyeurs et les systèmes de levage, sont responsables de pertes de chaleur plus ou moins importantes si elles ne sont pas correctement gérées. 

La bonne pratique ici va consister à intégrer des systèmes de refroidissement et de chauffage régulés dans le circuit hydraulique. Par exemple, l’installation d’échangeurs de chaleur au sein des circuits hydrauliques permettra de récupérer la chaleur générée par les équipements pour la réutiliser dans d’autres processus :  

• Préchauffage de l’eau de process ; 
• Chauffage des locaux ; 
• Production de vapeur ; 
• Chauffage des réservoirs de stockage ; 
• Réchauffage de fluides industriels, etc. 

Cette récupération peut se faire via des échangeurs air-huile ou eau-huile, selon les spécificités de l’usine. 

On recommandera également l’utilisation d’huiles hydrauliques à faible viscosité à température élevée. Ces huiles vont maintenir une meilleure performance dans des conditions thermiques variées, par exemple dans les configurations suivantes :  

• Les zones de fonderie et de forge ; 
• Les systèmes de moulage par injection plastique ; 
• Les équipements de traitement thermique ; 
• Les systèmes hydrauliques des machines-outils à commande numérique ; 

• Les lignes de galvanisation, de traitement de surface et, plus largement, les équipements de production en continu. 

Le suivi en temps réel de la température de l’huile et des débits via des capteurs intelligents permettra de détecter et de corriger les inefficacités thermiques.  

L’efficacité de ces mesures est renforcée lorsqu’elles sont associées à une maintenance régulière des systèmes hydrauliques, avec un contrôle rigoureux de la qualité de l’huile et son remplacement périodique pour éviter les pertes thermiques dues à la dégradation. 

#4 L’isolation thermique des murs par l’extérieur (ITE) 

L’isolation thermique des murs par l’extérieur est préférable dans le contexte d’une usine car elle ne perturbe pas la continuité de l’activité. Elle vient renforcer l’enveloppe du bâtiment pour réduire les déperditions énergétiques et améliorer le confort global.  

Autre avantage de l’isolation thermique des murs par l’extérieur : elle ne réduit pas la surface utilisable à l’intérieur du bâtiment. Citons enfin la possibilité d’améliorer l’esthétique de la façade du bâtiment industriel grâce aux nombreuses finitions disponibles pour revaloriser l’usine. 

Plusieurs isolants peuvent être utilisés selon le budget, la performance d’isolation souhaitée, la résistance au feu et la maturité RSE de l’entreprise industrielle : 

• Polystyrène expansé (EPS) : léger et économique, l’EPS offre une bonne isolation thermique. Cependant, il est moins résistant au feu et peut nécessiter des traitements supplémentaires pour améliorer sa résistance aux flammes. Idéal pour les usines où le budget est une contrainte et où une isolation standard est suffisante. Il est forcément moins adapté pour les environnements à risques élevés d’incendie ou pour les usines traitant des produits chimiques inflammables ; 
• Laine de roche : excellente pour l’isolation thermique et acoustique, la laine de roche est également résistante au feu. Elle est plus coûteuse que l’EPS, mais offre de meilleures performances en termes de sécurité incendie et de durabilité. Parfaite pour les usines métallurgiques ou chimiques ; 
• Panneaux de polyuréthane : excellente isolation thermique pour une épaisseur moindre. Ces panneaux sont intéressants pour les usines où l’espace extérieur est une contrainte. Ils sont toutefois plus onéreux que l’EPS et la laine de roche ; 
• Fibres de bois : ce matériau biosourcé, fabriqué à partir du défibrage de chutes d’arbres, est très écologique. Il est donc particulièrement adapté aux usines cherchant à réduire leur empreinte carbone, mais il est moins résistant à l’humidité que les autres matériaux cités.  

#5 L’isolation du sol de l’usine : par le dessus ou par le dessous ? 

Mal isolé, le sol est responsable de près de 10 % des déperditions d’énergie. Au-delà de cette inefficacité énergétique, un sol mal isolé va contribuer à une sensation d’inconfort et de froid dans le bâtiment. 

L’isolation du sol de l’usine peut être réalisée de deux façons : par le dessous (sous le plancher) ou par le dessus (sur le plancher existant). Le choix entre ces deux méthodes dépend de plusieurs facteurs, notamment l’accessibilité du dessous du plancher et la perturbation acceptable pendant les travaux. Voyons tout cela en détail. 

L’isolation thermique du sol par le dessous 

Elle implique l’installation de matériaux isolants sous le plancher existant de l’usine, souvent dans les espaces de vide sanitaire ou les sous-sols. 

Les matériaux les plus couramment utilisés sont des panneaux rigides en polystyrène, en polyuréthane ou en laine de roche. Ils seront fixés sous les solives du plancher. 

L’isolation thermique du sol par le dessous est préférable lorsque le dessous du plancher est facilement accessible et lorsque l’on souhaite minimiser la perturbation des activités de l’usine. 

L’isolation thermique du sol par le dessus 

Elle implique l’ajout d’une couche d’isolation sur le plancher existant, qui est ensuite recouverte par un nouveau revêtement de sol. 

On utilisera dans ce cas des matériaux spécifiques comme les plaques de polystyrène extrudé ou les panneaux de laine de roche. Ils seront par la suite recouverts de matériaux comme le béton léger, le bois ou d’autres revêtements industriels. 

L’isolation thermique du sol par le dessus conviendra aux bâtiments industriels existants où l’accès par le dessous n’est pas possible ou serait trop coûteux. C’est aussi une bonne option lorsqu’une rénovation du sol est envisagée (ou nécessaire). 

La partie suivante est à intégrer en accordéon pour ne pas trop alourdir la page.