Une bonne isolation thermique est le premier pas vers un bâtiment plus économe. En effet, si la chaleur ne peut pas en sortir, la consommation sera minime.
Vous allez ici trouver les principes physiques mis en jeux, afin de comprendre des notions telles que flux thermique ou encore résistance et conductivité thermiques.
Vous découvrirez également quelques valeurs courantes de matériaux isolants, et une explication de l’isolation par l’extérieur (principe, avantages, inconvénients).
1- Isolation thermique: Principes de base
Toutes les parois d’un bâtiment (logement, industrie, bureau, …) peuvent être divisées en couches. Chacune d’entre elle possède des propriétés qui sont propres à sa constitution et à sa géométrie. La première caractéristique importante est l’épaisseur.
Comme l’on peut s’en douter, le degrés d’isolation thermique augmente avec l’épaisseur, notée e et exprimée en mètre, d’isolant. Chaque matériau (brique, béton, laine de verre, …) possède également une conductivité thermique, notée λ et exprimée en Watt par mètre par degrés (W/m.°C).
Pour être isolant, cette conductivité doit être la plus basse possible. Aux deux grandeurs précédentes, on associe la résistance thermique, notée R et exprimée en mètre carré degrés par Watt (m².°C/W). Elle est fonction de l’épaisseur et de la conductivité de la couche. On calcule la résistance thermique ainsi :
R=e/λ
Dans la majorité des cas, les parois sont constituées de plusieurs couches. Pour déterminer la résistance totale de la paroi, on va simplement ajouter les résistances thermiques des couches qui la constituent.
Il faudra également prendre en compte les résistances superficielles. Ce sont des résistances induites par l’interface air/matériau (à l’extérieur) et matériau/air (à l’intérieur). Elles dépendent simplement de l’orientation du flux, et non pas des propriétés des matériaux.
| Sens du flux | Rsi (m².°C/W) | Rse (m².°C/W) |
| horizontal | 0.13 | 0.04 |
| ascendant | 0.10 | 0.04 |
| descendant | 0.17 | 0.04 |
La résistance totale de la paroi ci dessus se calcule ainsi :
Il est alors possible de déterminer le flux d’énergie, ou flux thermique, qui va traverser la paroi. On le note φ, et il s’exprime en Watt par mètre carré. En plus de la résistance thermique de la paroi, il va également dépendre de la différence de température entre les deux milieux que sépare la paroi considérée.
Il représente le flux qui va s’échapper par un m² de paroi. Pour connaître le flux déperditif total, il faudra bien entendu multiplier φ par la surface de la paroi. On obtiendra alors un flux total, exprimé en Watt, que l’on note généralement Φ.
2- Isolation thermique: Quelques valeurs de conductivité
La conductivité thermique est une grandeur que le citoyen lambda n’est pas habitué à manipuler. Cette page à pour but de vous donner quelques ordres de grandeur. On pourra retenir que le matériau ayant la conductivité la plus forte est le diamant. La plus faible est obtenue dans le vide.
| Matériaux | Conductivité thermique (W/m.°C) | Remarques |
| diamant | jusqu’à 2500 | meilleur conducteur connu |
| argent | 420 | métal |
| cuivre | 390 | métal |
| or | 320 | métal |
| aluminium | 240 | métal |
| zinc | 120 | métal |
| fer | 80 | métal |
| verre | 1.12 | |
| béton | 0.9 | |
| liège | 0.04 | isolant naturel |
| laine de verre courante | 0.040 | isolant |
| polystyrène expansé | 0.036 | isolant |
| vide | 0 | pas de transfert par conduction |
3- Isolation thermique: l’isolation par l’extérieur
On entend de plus en plus parler d’isolation thermique par l’extérieur. Les artisans n’hésitent pas à faire miroiter des économies d’énergie considérables. Mais il faut se méfier.
A la base, l’isolation thermique par l’extérieur a pour vocation d’améliorer l’inertie thermique du bâtiment. En plaçant l’isolant sur la face extérieure des parois, les porteurs (murs, plafonds, dalles) se retrouvent dans le volume chauffé, et « accumulent » de la chaleur.
Cela offre l’avantage de lisser les variations de température dans le logement. En été, le phénomène sera le même ; les murs vont « accumuler » de la fraîcheur pendant la nuit (ouverture des fenêtres), et contribuer à garder le logement frais pendant la journée.
1 : plaque de plâtre ; 2 : isolant (laine de verre, …) ; 3 : structure porteuse (béton, briques, …) ; 4 : revêtement extérieur (crépis, …)
1 : plaque de plâtre ; 2 : structure porteuse (béton, briques, …) ; 3 : isolant ; 4 : bardage + pitons
En revanche, la résistance thermique de la paroi ne varie pas ; placer l’isolant à l’extérieur ou à l’intérieur ne va pas en changer les caractéristiques. Dans le cas de rénovation, il est parfois proposé d’installer une isolation thermique par l’extérieur en plus de celle existante, à l’intérieur.
Dans ce cas là, le gain recherché ne concerne plus l’inertie. On peut ainsi doubler la résistance thermique théorique d’un mur. En théorie seulement. Car qui dit isolation thermique par l’extérieur, dit isolant placé dehors. Or ce dernier est fragile et sensible à l’humidité. On doit donc le protéger par une couche, appelée bardage.
Ce bardage doit quant à lui être fixé à la paroi porteuse, au moyen de pitons. Des brèches sont alors créées dans l’isolation thermique pour en permettre le passage. Dans des cas où les règles de pose n’ont pas été scrupuleusement respectées, il a déjà été constaté que ces brèches réduisaient presque à néant le gain apporté par l’isolant.
Il faut donc que la mise en œuvre soit rigoureuse. Si un artisan vous propose ce genre de prestation, n’hésitez pas à le questionner sur le sujet.
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