Isolants thermiques pour bâtiments : Définitions

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En matière d’isolation, tous les critères paraissent à priori compliqués : matériaux, coefficients d'isolation et techniques employées. Quelques notions sont nécessaires pour déterminer le type d'isolant et l’épaisseur requise pour bénéficier des aides. Mais il ne faut pas se focaliser sur les aides qui demandent un seuil minimal à atteindre : votre intérêt financier est d'isoler au maximum pour éviter de consommer de l'énergie tout en bénéficiant d'un confort d'été et d'hiver avec un produit sain, suivez nos recommandations !

  1. Le déphasage thermique
  2. Le coefficient de conductivité thermique
  3. La résistance thermique
  4. L'inertie thermique d'un bâtiment
  5. La capacité thermique
  6. Le coefficient de transmission surfacique
  7. La masse volumique
  8. La densité d'un matériau
  9. Le sel de bore

Le transfert de chaleur (thermique)

Il existe3 types de transfert de chaleur :

  1. La conduction: La conduction est la propagation de la chaleur de molécules à molécules d'atomes à atomes ou d'ions à ions dans un corps ou dans plusieurs corps contigus sans qu'il y ait mouvement de ce milieu.
  2. La convection : La convection est la propagation de la chaleur dans un fluide en mouvement. La transmission de chaleur s'effectue par l'action combinée de la conduction au sein du fluide et du mouvement du fluide. La conduction intervient dans la convection. Il faut noter que le mouvement du fluide entraîne des lois différentes d'un phénomène de conduction sans déplacement de matière. Il s’agira de convection forcée lorsque le mouvement du fluide s'effectuera grâce à des forces externes (type pompe, ventilateur ou agitateur) et de convection naturelle lorsque le mouvement s'effectuera sous l'influence de différences de densités dues à des différences de températures au sein du fluide.
  3. Le rayonnement: Le rayonnement la propagation d’énergie sous forme de vibrations ou de particules. Le rayonnement est l'émission par un corps d'ondes électromagnétiques, vecteurs de transfert de chaleur. Les ondes sont émises dans toutes les directions et appartiennent au domaine de l’infrarouge et du visible. Aucun support matériel n'est nécessaire pour leur propagation.

Le déphasage thermique

Le déphasage c’est le temps qu’il faut à la chaleur pour pénétrer à l’intérieur de l'habitat. Cela permet souvent de ne pas utiliser de climatisation particulièrement coûteuse en termes d’environnement.

Le coefficient de conductivité thermique

Le coefficient de conductivité thermique appelé lambda (A), correspond au flux de chaleur traversant une paroi homogène ou un matériau de 1 m2 de surface et de 1 mètre d'épaisseur, dont les deux faces affichent une différence de 1 °. Cette valeur se mesure en W/m².°C

La conductivité thermique d’un matériau noté lambda représente sa capacité à résister au passage de la chaleur. Elle est particulièrement déterminante, car plus la conductivité est faible plus l’isolant est performant. C’est ensuite l’épaisseur qui déterminera le confort hiver et votre économie de chauffage. Unité : W/m².°C

La résistance thermique

La résistance thermique, R, prend en compte le lambda d'un matériau en ajoutant un nouveau paramètre : l'épaisseur réelle de la paroi. Cette valeur qui est le rapport entre cette épaisseur et le lambda () est exprimée en m2.°C/W. Plus R est élevé plus la paroi est isolante. Pour bénéficier d'aides dans la construction ancienne il faut obtenir au minimum :

  • Une résistance thermique de R ≥ 6 m².K/W pour des combles aménagés. (les pentes mansardées du toit sont visibles dans la pièce)
  • Une résistance thermique de R ≥ 7 m².K/W pour des combles perdus. (en raison d'une faible hauteur disponible. Surtout présente dans les maisons neuves dont la toiture est industrialisée appelée fermettes américaines).

Pour le neuf : les exigences sont plus élevées

Parois opaquesRT 2012RE 2020
Isolation des comblesR ≥ 8R ≥10
Isolation des mursR ≥4R ≥ 5
Isolation des solsR ≥4R ≥5

L'inertie thermique d'un bâtiment

L'inertie thermique dans le bâtiment est une notion qui englobe l'accumulation de chaleur dans un matériau et sa capacité de la restituer avec un décalage dans le temps.

La capacité thermique

La capacité thermique d’un matériau est sa capacité à emmagasiner la chaleur par rapport à son volume.

  • Plus la capacité thermique est élevée et plus le matériau possède la faculté d'offrir un bon confort d'été. Unité : Wh/m3.°C.
  • Plus le matériau est dense et plus son poids au m3 est élevé, un matériau dense aura une meilleure tenue dans le temps. Unité : kg/m3.
  • Voir ci-dessus le tableau comparatif de quelques isolants pour obtenir le même confort hiver (4.5 m².K/W), et le même confort été (12 heures de déphasage).

Conseil : évitez les laines minérales et produits pétrochimiques polluants

Comparatif caractéristiques isolants
IsolantConductivitéCapacité thermiquePrix m2Densité/m3
Fibre bois rigide0,042 W/m.K90Wh/m3.K20 € 10 cm50 kg
Fibre bois tendre0,041 - 0,050 W/m.K31 Wh/m3.K20 €50 kg
Ouate de cellulose0,035 - 0,041 W/m.K31 Wh/m3.K20 €45 kg
Laine de coton0,039 - 0,042 W/m.K6 Wh/m3.K20 €25 kg
Chanvre0,039 - 0,045 W/m.KWh/m3.K15 €40 kg
Paille0,050 W/m.KWh/m3.K5 €80 kg
Laine de verre0,030 - 0,040 W/m.KWh/m3.K10 €35 kg
Laine de roche0,034 - 0,040 W/m.KWh/m3.K22 €70 kg
Liège expansé0,039 - 0,042 W/m.KWh/m3.K26 €120 kg
Liège naturel0,039 - 0,042 W/m.KWh/m3.K25 €260 kg
Laine de mouton0,035 - 0,039 W/m.K5 Wh/m3.K25 €13 kg
Polystyrène extrudé0,041 - 0,046W/m.K3 Wh/m3.K20 €30 kg
Polystyrène expansé0,039 - 0,042 W/m.K3 Wh/m3.K15 €40 kg
Verre cellulaire0,036 - 0,050 W/m.KWh/m3.K60 € 10 cm150 kg
Fibre de coco0,039 - 0,042 W/m.KWh/m3.K30 €50 kg
Vermiculite0,06 - 0,08 W/m.KWh/m3.K15 €160 kg
Lin0,038 - 0,042 W/m.KWh/m3.K15 €40 kg
Polyuréthane0,023 - 0,028 W/m.KWh/m3.K20 €32 kg

*Le polystyrène contient une molécule très toxique employé comme retardateur de flamme HBCD (hexabromocyclododécane)

Le coefficient de transmission surfacique

Le coefficient U. Il s'agit de la mesure de la tolérance d'une paroi au passage de la chaleur. Exprimé en W/m2. °C, plus le U d'un mur est faible, plus ce mur est isolant. L'inertie d'un matériau, d'un mur ou d'un bâtiment est traditionnellement mesurée en W/m2. Elle exprime leur capacité à accumuler la chaleur par effet de masse, une quantité qui dépend notamment de la densité de ce matériau.

La masse volumique

La masse volumique est la masse d'un corps ou d'un matériau rapporté à une unité de volume. Elle s'exprime en kg/m3.

La densité d'un matériau

La densité est le rapport entre la masse d'un corps solide ou liquide et la masse d'un même volume d'eau. Elle s'exprime donc par un chiffre, par exemple 1,5.

Le sel de bore

  • Le sel de bore est ignifuge et insecticide. Il est incorporé dans de nombreux matériaux industriels (laine de verre, laine de roche) et écologiques (ouate de cellulose, laine de mouton, traitement des charpentes.).
  • Son principal inconvénient est lié à sa grande sensibilité lorsqu'il est exposé à l'humidité : il doit donc rester parfaitement au sec pour éviter sa dégradation.

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