Qu'est-ce que le polystyrène expansé (PSE) ? Matériau et isolation expliqués
Réponse courte : le polystyrène expansé (PSE, en anglais EPS) est ce que l'on appelle couramment « polystyrène » ou, en allemand, Styropor, une marque. C'est une matière plastique composée d'environ 98 % d'air. Cet air emprisonné assure l'isolation. C'est pourquoi les caisses en polystyrène gardent si bien les produits au frais.
Cet article explique de quoi est fait le matériau, en quoi il diffère du XPS (Styrodur) et quelles valeurs de densité et de conductivité thermique sont courantes. Vous verrez ensuite ce que cela signifie concrètement pour une caisse en polystyrène.
Qu'est-ce que le polystyrène expansé ?
Styropor était à l'origine une marque de BASF. Selon Wikipedia, l'association allemande Industrieverband Hartschaum (IVH) gère les droits de la marque depuis les années 1990. Le nom est pourtant devenu un terme générique.
Le terme technique est PSE, polystyrène expansé (EPS en anglais). Dans l'usage courant, polystyrène, Styropor et PSE désignent la même chose. Nous employons donc ces termes côte à côte.
De quoi est fait le polystyrène expansé ?
Il est fabriqué à partir de polystyrène. Après expansion, il se compose selon le guide de l'IVH d'environ 98 % d'air. La part de matière solide est donc très faible.
Le matériau naît en trois étapes :
- Granulés. On part de petites perles de polystyrène contenant un agent gonflant. Le pentane, le cyclopentane ou le dioxyde de carbone sont souvent cités.
- Expansion. Sous l'effet de la chaleur, généralement de la vapeur d'eau, les perles gonflent jusqu'à plusieurs fois leur volume.
- Soudage. Dans le moule, les billes expansées se soudent en blocs, en plaques ou en pièces moulées comme une caisse.
On reconnaît les petites billes sur une cassure. Le PSE y ressemble à un assemblage de perles.
Le polystyrène est-il du plastique ?
Oui. Le polystyrène est une matière plastique. Le polystyrène expansé est donc du plastique sous forme de mousse. Pour savoir comment l'éliminer, lisez notre article élimination et recyclage du polystyrène expansé.
Styropor, PSE et Styrodur : les différences
Ces termes sont souvent confondus. Styropor et Styrodur sont deux marques de BASF, mais pour deux mousses différentes.
| Terme | Désigne | Fabrication | Aspect |
|---|---|---|---|
| Styropor | Marque pour le PSE | Perles expansées et soudées dans un moule | Blanc ou gris |
| PSE (EPS) | Polystyrène expansé (terme technique) | Comme Styropor | Blanc ou gris |
| Styrodur | Marque pour le XPS (polystyrène extrudé) | Polystyrène fondu, moussé et pressé à travers une filière | Vert chez BASF, bleu ou rose selon les fabricants |
Le XPS est plus dense et absorbe moins d'eau. Baustoffshop indique pour le XPS environ 0,7 % en volume après une immersion prolongée. Il est peu utilisé pour les emballages. Pour les caisses isothermes, on emploie le PSE, car il est léger, facile à mouler et bien isolant.
Propriétés du PSE en bref
Densité
La densité du PSE varie fortement. Selon Wikipedia, elle va d'environ 15 kg/m³ pour l'isolation du bâtiment à 90 kg/m³ pour des produits comme un casque de ski. Plus la densité est élevée, plus la pièce est solide, mais aussi lourde. Pour l'isolation, l'épaisseur de paroi compte autant que la densité.
Conductivité thermique
La conductivité thermique (lambda) indique la quantité de chaleur qu'un matériau laisse passer. Plus la valeur est faible, mieux il isole.
| Matériau | Conductivité thermique en W/(m·K) | Source |
|---|---|---|
| PSE blanc | 0,035 à 0,040 | Wikipedia, guide de l'IVH |
| PSE gris (avec graphite) | environ 0,032 | Wikipedia, guide de l'IVH |
| XPS (Styrodur) | 0,033 à 0,035 | Baustoffshop |
Ce sont des valeurs pour des panneaux de bâtiment. Pour une caisse, l'effet dépend aussi de l'épaisseur de paroi, du couvercle et de la fermeture.
Température
Le PSE convient à un usage continu jusqu'à environ 70 °C. Selon Wikipedia, le vieillissement s'accélère à partir de 55 °C. Évitez donc de laisser les caisses dans une voiture chaude au soleil ou près d'une source de chaleur.
À quoi sert le PSE ?
On rencontre le PSE à de nombreux endroits. Les plus connus sont les panneaux d'isolation pour façades, murs et toitures. Il y a aussi les emballages, comme les calages autour des appareils, le rembourrage des colis et les caisses pour produits réfrigérés. Les exigences diffèrent : dans le bâtiment, l'isolation et la sécurité incendie comptent, pour les emballages le poids, la protection contre les chocs et le maintien de la température. La densité et la forme varient donc selon le produit.
Pourquoi les caisses en polystyrène isolent-elles si bien ?
La chaleur se déplace de trois façons : par conduction, par convection et par rayonnement. Dans le PSE, l'air est enfermé dans de minuscules cellules fermées. Il circule à peine et conduit mal la chaleur. Le matériau lui-même n'en forme qu'une petite part. Le froid reste dans la caisse et la chaleur extérieure n'entre que lentement.
En pratique, l'épaisseur de paroi décide. Dans notre gamme, vous trouverez des caisses en polystyrène avec des parois de 15 à 50 mm. Valeurs indicatives issues de nos essais pratiques à environ 20 °C de température extérieure :
| Configuration | Durée de froid (indicatif) |
|---|---|
| Paroi mince (20 mm) avec 2 packs de gel | 8 à 12 heures |
| Paroi épaisse (40 mm) avec 2 packs de gel | 24 à 36 heures |
| Paroi épaisse (40 mm) avec 4 packs de gel | 36 à 48 heures |
| Paroi épaisse (50 mm) avec carboglace | 48 à 72 heures (congelé) |
Ce sont des valeurs d'expérience, sans garantie. La température extérieure, le taux de remplissage et le pré-refroidissement modifient le résultat. Pour en savoir plus, lisez combien de temps une boîte en polystyrène reste-t-elle froide ?
Une caisse en PSE dans la chaîne du froid
Pour l'alimentaire et les médicaments, une température constante sur tout le trajet est essentielle. Une caisse en PSE est légère, amortit les chocs et se combine avec des accumulateurs de froid ou des packs de gel. Pour les envois courts, une paroi mince suffit souvent. Pour les longs trajets ou la chaleur estivale, choisissez plutôt une paroi plus épaisse.
Les points à vérifier pour une caisse en PSE
- Épaisseur de paroi. Elle détermine la durée de maintien de la température. Choisissez-la selon la durée du transport.
- Dimensions intérieures plutôt qu'extérieures. Ce qui entre vraiment compte. Une caisse de 4,7 litres à paroi de 30 mm mesure 300 x 200 x 200 mm à l'extérieur, mais seulement 240 x 140 x 140 mm à l'intérieur.
- Trous d'évacuation. Les caisses sans trous conviennent aussi aux liquides. Les caisses avec trous laissent s'écouler l'eau de fonte.
- Carton extérieur. Pour l'expédition et l'empilage, un carton adapté protège la caisse des chocs.
- Source de froid. Prévoyez dès le départ des accumulateurs de froid ou des packs de gel.
Le polystyrène brûle-t-il ? Est-il inflammable ?
Oui, le polystyrène expansé est inflammable. Selon la norme EN 13501-1, le PSE est classé en classe de réaction au feu européenne E. Comme isolant, le PSE est additionné d'un retardateur de flamme. Selon le guide de l'IVH, un tel isolant est considéré comme difficilement inflammable (B1 selon DIN 4102).
Savoir si un emballage précis contient un retardateur de flamme dépend du produit. Consultez la fiche technique ou demandez-nous. En pratique : tenez les caisses en PSE à l'écart des flammes nues, des cigarettes, des radiateurs radiants et des travaux de soudure. Ne brûlez pas les restes dans un poêle ou au jardin.
Questions fréquentes sur le polystyrène expansé
Quelle est la différence entre Styropor et PSE ?
Styropor est une marque, PSE est le terme technique. Tous deux désignent le polystyrène expansé. Dans l'usage courant, ils sont interchangeables.
Styropor et Styrodur, est-ce la même chose ?
Non. Styropor est du PSE, Styrodur est du XPS. Les deux mousses sont fabriquées différemment. Le XPS est plus dense et absorbe moins d'eau.
Le polystyrène est-il du plastique ?
Oui. Il est fait de polystyrène, une matière plastique, et composé d'environ 98 % d'air.
Quelle est la qualité d'isolation du polystyrène ?
Le PSE blanc atteint une conductivité thermique d'environ 0,035 à 0,040 W/(m·K), le PSE gris environ 0,032. Une valeur plus faible signifie une meilleure isolation.
Le polystyrène est-il inflammable ?
Oui. Tenez-le à l'écart des flammes nues. L'isolant avec retardateur de flamme est considéré comme difficilement inflammable, ce qui n'est pas forcément le cas des emballages.
Pourquoi les caisses en PSE gardent-elles si longtemps les produits au frais ?
L'air des cellules fermées conduit mal la chaleur. Avec une paroi épaisse et des accumulateurs de froid, la température reste stable pendant de nombreuses heures.
Trouver la bonne caisse en polystyrène
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