Performances thermiques des isolants

Le choix d’un matériau d’isolation n’est pas aisé, en effet les critères à prendre en compte sont divers et variés : performance à atteindre, ancienneté du bâti, présence d’humidité dans les murs, recherche d’inertie, désir d’utiliser des matériaux à faible impact environnemental, technique de pose retenue … sont autant d’éléments à prendre en compte. Pour ajouter à la complexité du choix, de plus en de plus de matériaux peuvent être utilisés : matériaux traditionnels (laine de verre, de roche, polyuréthane, polystyrène) mais également écomatériaux (fibre de bois, ouate de cellulose, liège, chanvre, plumes…)
Le présent article présente les critères d’appréciation du pouvoir isolant d’un matériau.

Les caractéristiques d’un isolant

Un isolant doit avoir la propriété de s’interposer au flux de calories entre la paroi chauffée et la paroi froide. Les meilleurs isolants sont donc ceux qui auront la capacité de conduction la plus faible possible.
Le plus mauvais conducteur est le vide qui ne permet plus que des échanges par rayonnement. A défaut de vide, l’air immobile a une capacité d’isolation élevée.
Un matériau isolant est donc un matériau de faible densité, avec le moins de contacts possibles entre ses particules pour réduire la conduction, comportant un très grand nombre de cellules pour réduire la convection.

Mesure du pouvoir isolant des matériaux

Plusieurs grandeurs sont à connaître pour apprécier la capacité d’isolation d’un matériau :

    • La conductivité thermique (notée λ)

Performance isolants conductivité thermique

La conductivité thermique représente la quantité de chaleur :
– traversant un mètre carré d’un matériau
– d’une épaisseur de un mètre, soit 1 m3 de matériau
– avec une différence de un degré entre les deux faces
La conductivité thermique s’exprime en Watt/mètre.Kelvin

La conductivité est une caractéristique constante et propre à chaque matériau
Un matériau est considéré comme isolant, si sa conductivité thermique, le λ du matériau est inférieur à 0,065 W/m.k. Plus λ est faible, plus le matériau est isolant

    • La résistance thermique (notée R)

La résistance thermique exprime la capacité d’un matériau à freiner le flux de chaleur qui le traverse : plus elle est élevée, plus le matériau est isolant.

La résistance thermique se calcule en divisant l’épaisseur de l’isolant par la conductivité thermique :
R = e / λ avec : e = épaisseur isolant en mètre et λ = conductivité thermique ; La résistance thermique s’exprime en m2.K/W
Alors que la conductivité thermique caractérise les performances d’un matériau, la résistance thermique va exprimer les performances du matériau dans les conditions de mise en œuvre.
Par exemple la conductivité thermique de panneaux de fibres de bois est de 0,038 Watt/mètre.Kelvin, une couche de 10 cm de laine de bois a une résistance thermique de 2,63 m2.K/W

    • Le coefficient de transmission surfacique (noté U)

Performance des isolants coefficient de transmission surfaciqueLe coefficient U exprime la quantité de chaleur qui traverse 1m2 de paroi pour une différence de température d’un degré entre les deux faces. Plus U est faible, plus le matériau est isolant
Le coefficient U est l’inverse de R : U = 1/R ; Le coefficient de transmission surfacique s’exprime en W/m2.K
U est un coefficient qui s’affranchit des contraintes du λ : il peut être calculé pour des parois composées de plusieurs matériaux.

Pour connaitre les performances d’un isolant

Le plus simple consiste à récupérer l’étiquette de l’isolant. La conductivité thermique et la résistance thermique sont mentionnées.
Indications de performances des isolants

Avant de choisir le matériau à utiliser comme isolant, il est aussi possible de consulter des tables et notamment celles prévues par la réglementation thermique 2005.
S’il est évident qu’un isolant sera choisi pour sa capacité à « retenir » la chaleur, l’apport de celui-ci en terme d’inertie n’est pas à négliger. Cette notion sera développée dans un prochain article.

Jean-Christophe Agnel

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