Tableau de performances des isolants thermiques pour l'habitat

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Comparer les performances d'isolants thermiques de l'habitat permet de connaître la diffusivité thermique ou déphasage est exprimée en m²/heure. La diffusivité thermique ou déphasage est la capacité d’un matériau à transmettre plus ou moins rapidement une variation de température. Autrement dit, le déphasage est la vitesse à laquelle la chaleur se propage dans un corps. Plus la valeur de diffusivité thermique est faible, plus le front de chaleur mettra du temps à traverser. L'inertie thermique d'un bâtiment est une autre valeur très importante pour le confort d'été et d'hiver.

Sommaire

1. Performances été hiver 

Il est intéressant de comparer les performances des isolants en été et en hiver

Caractéristiques de 4  isolants courants
Isolant
Densité kg/m3
Conductivité
Capacité thermique
Épaisseur hiver cm
Épaisseur Eté cm
Laine de bois
55
0,040
90
23
20
Ouate de cellulose
85
0,040
44
18
26
Laine verre ou roche en rouleau
15
0,040
5
18
26
Polystyrène
7
0,035
3
16
94

2. Le déphasage thermique 

Ci-dessous, le tableau comparatif de déphasage thermique donne toutes les caractéristiques des principaux isolants. Tableau Picbleu ®

Nota : Déplacement de phase, pour la ouate de cellulose h = 11 heures, pour une fibre minérale h = 7 heures. La ouate de cellulose empêche le rayonnement solaire offrant un meilleur confort d'été et empêche la chaleur de s'évacuer assurant ainsi une plus grande économie d'énergie et de gaz à effet de serre.

Déphasage et caractéristiques de quelques isolants
Isolant
densité (masse volumique)
épaisseur mini conseillée
prix €/m 2
confort été obtenu
Laine de bois
100 kg/m 3
25,0 cm
45
20/20
Ouate de cellulose
55 kg/m 3
27,0 cm
15
18/20
Laine de roche pour sol
130 kg/m 3
24,0 cm
54
16/20
Perlite expansée
90 kg/m 3
30,0 cm
36
15/20
Laine de chanvre en rouleau
25 kg/m 3
23,4 cm
30
15/20
Polystyrène extrudé
35 kg/m 3
17,4 cm
35
10/20
Laine de roche en vrac
25 kg/m 3
22,2 cm
11
9/20
Polystyrène expansé
18 kg/m 3
22,2 cm
18
9/20
Polyuréthane
35 kg/m 3
16,2 cm
65
9/20
Laine verre ou roche en rouleau
16 kg/m 3
22,2 cm
18
8/20

 

3. Qu'appelle-t-on déphasage 

Le déphasage thermique dans un élément de construction est une donnée déterminante pour le confort d'été, car il indique combien de temps après le pic de chaleur de la journée, la face interne de l'isolant atteint sa température maximale. Il devrait être d'au moins 10 heures.

Pour un excellent confort d'été, outre le pouvoir isolant, il est important de considérer la capacité thermique spécifique des matériaux isolants. Plus cette valeur est élevée et plus le matériau peut accumuler de chaleur, il préserve ainsi plus longtemps la fraîcheur de l'habitation.

Par exemple, 20 cm de laine de verre, qui sont juste suffisants pour limiter les déperditions de chaleur d'un logement, sont inefficaces pour le confort d'été, en effet, il faudrait mettre 1 mètre de laine de verre pour éviter le réchauffement solaire dans la maison.

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.

4. Epaisseur minimale isolant 

Épaisseur minimale des isolants de toiture pour le confort d'été et d'hiver
Masse volumique kg/m3
Conductivité W/m.K
Capacité thermique Wh/m3.K
Épaisseur hiver
(en mètre)
Épaisseur été
(en mètre)
Panneau isolant de fibres de bois
160
0,04
80
0,173
0,185
Copeaux de bois
90
0,045
42
0,238
0,245
Liège expansé (en vrac)
100
0,045
42
0,195
0,271
Ouate de cellulose (forte densité)
70
0,045
42
0,195
0,271
Ouate de cellulose (moyenne densité)
55
0,04
33
0,173
0,286
Mousse de polyuréthane.
(Panneau rigide)
30
0,03
13
0,13
0,405
Perlite expansée
90
0,05
20
0,217
0,416
Laine de mouton
20
0,04
10
0,173
0,535
Polystyrène
(panneau extrudé)
20
0,04
0
0,173
0,593
Coton
25
0,04
6
0,173
0,690
Laines minérales
(en vrac)
18
0,04
4
0,173
0,815
Fibres de polyester
15
0,045
2
0,195
1,100

Le tableau ci-dessus montre qu'en fonction de la conductivité et de la capacité thermique des matériaux, les épaisseurs minimales requises pour l'été et pour l'hiver sont très différentes. Ainsi, les laines minérales qui sont majoritairement employées dans le bâtiment malgré leur peu d'intérêt démontrent leur inefficacité thermique pour éviter la chaleur en période estivale.

  •  Pour les panneaux en laine de bois, l'épaisseur minimale est de 17,3 cm pour l'hiver et de 18,5 cm pour l'été.
  •  Pour les laines minérales, l'épaisseur minimale est de 17,3 cm pour l'hiver, mais il faudrait placer 81,5 cm pour l'été.

5. Base de calcul isolation 

  •  Pour l'isolation hivernale : l'efficacité des différents procédés est évaluée sur la base de la résistance thermique préconisée par la norme DIN 4108 (Coefficient U minimal de 0.22 W/m2K).
  •  Pour l'isolation estivale : l'évaluation est basée sur la réduction d'amplitude thermique. Le facteur de réduction employé est 10, c'est-à-dire que le but est d'obtenir une division par 10 de l'écart quotidien maximum des températures extérieures. Notons que dans ces calculs le déphasage n'est pas pris en compte. Source DR Reinhardt Geisler.

6. Bilan énergétique des isolants 

Bilan énergétique à la production de 7 isolants

Énergie grise en kWh/m3 (hors transport et élimination)

Laine de cellulose (45 kg/m3)

6

Laine de bois (160 kg/m3)

12,5

Liège aggloméré en panneaux

85

Laine minérale

150 à 280

Polystyrène

450 à 850

Polyuréthane

1000 à 1200

Verre cellulaire

1600

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