Comment évaluer la qualité thermique d’un isolant ou d’un système d’isolation ?

La conductivité thermique : coefficient § (lambda)

La conductivité est la propriété qu’ont les corps de transmettre la chaleur par conduction. Elle est mesurée par le coefficient §.

Plus § est grand, plus le matériau est conducteur, plus § est petit, plus le matériau est isolant.

Définition

La conductivité thermique § d’un matériau est le « flux de chaleur » qui traverse 1 mètre carré d’une paroi de 1 mètre d’épaisseur, lorsque la différence des températures entre les 2 faces de cette paroi est de 1 degré.

§ est exprimé en watts par mètre et par degré Celsius (W/m.°C) ou degré Kelvin.

§ augmente avec la température (en prportion négligeable) mais surtout avec l’humidité contenue dans le matériau. L’eau a une conductivité 25 fois supérieure à celle de l’air : si elle vient à remplacer dans les pores du matériau, par condensation par exemple, elle affecte gravement ses performances.

La résitance thermique (coefficient R)

Le flux de chaleur traversant une paroi dépend de son épaisseur E et de sa conductivité §.

R= E/§ (exprimé en mètre carrédegré celsius par watt, m².°C/W) Plus Rest grand, plus le matériau est isolant.

En pratique, une paroi est constituée de plusieurs couches de matériaux d’épaisseurs et de conductivités thermiques différentes.

Dans ce cas, les R de chaque couche s’additionnent.

Pour trouver le R total de la paroi, il faut en outre faire intervenir deux résistances supplémentaires au niveau des surfaces intérieures et extérieures de la paroi dues à l’existence de deux fines couches d’air quasiment immobiles. Cette valeur « R superficiel » dépend de l’inclinaison de la paroi, et est données par les textes officiels (DTU).

La transmission calorifique (coefficient U, anciennement K)

R exprime la résistance de la paroi au passage de la chaleur. En fait, pour caractériser une paroi, on utilise son inverse U, appelé coefficient de transmission surfacique.

U= 1/R (en watt par mètre carré degré Celcius, W/m².°C)

Plus U est faible, plus la paroi est performante.


Quleques valeurs moyennes de § à 20 °C :

cuivre 380.000 W/m.°C
acier 52.000 W/m.°C
béton 1.500 W/m.°C
verre 1.150 W/m.°C
eau 0.600 W/m.°C
sapin 0.120 W/m.°C
air sec 0.024 W/m.°C
isolants courants 0.040 W/m.°C
polystyrène 0.040 W/m.°C

Quelques valeurs moyennes de résistance thermique et de coefficient de transmission thermique :

Elément Epaisseur R en m².°C/W U en W/m².°C
parpaing creux 20 cm 20 0.39 2.56
Monomur bois massif 20 cm 20 1.70 0.59
Monomur bottes de paille 49 6 0.17
Mur parpaing 20 cm + enduit chanvre 12 cm 33 1.72 0.58
Mur brique standard de 20 cm 24 0.62 1.61

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