Résitance Thermique selon épaisseur d'isolant
Introduction
La résistance thermique est un paramètre clé dans le dimensionnement des systèmes d'isolation. Elle permet d'évaluer l'efficacité d'un matériau isolant en fonction de son épaisseur. Plus la résistance thermique est élevée, plus le matériau est efficace pour réduire les pertes de chaleur.
Formulaire de calcul
Couches (de l'extérieur vers l'intérieur)
Plaque de plâtre BA13
λ = 0.25 - 1.3 cm - R = 0.05
ISOVER GR 32 (12cm)
λ = 0.032 - 12 cm - R = 3.75
Parpaing béton
λ = 1.15 - 20 cm - R = 0.17
Enduit plâtre
λ = 0.52 - 1.5 cm - R = 0.03
Résultats
Plaque de plâtre BA13
1.30 cm
ISOVER GR 32 (12cm)
12.00 cm
Parpaing béton
20.00 cm
Enduit plâtre
1.50 cm
Résistance Thermique Totale
R = 4.17
m².K/W
Déphasage Thermique Total
φ = 9.5 heures
Isoler un mur : comment ça change tout pour votre confort
Isoler ses murs, c'est un peu comme mettre un bon manteau à sa maison. On sait que ça protège du froid en hiver. Mais ce qu'on sait moins, c'est que ça aide aussi à garder la fraîcheur en été. Pour comprendre comment, il faut s'intéresser à deux choses : la résistance thermique et le déphasage. Pas de panique, c'est plus simple que ça en a l'air.
La résistance thermique (R) : le bouclier contre le froid
La résistance thermique, notée R, mesure la capacité d'un matériau à bloquer le passage de la chaleur. Plus la valeur R est élevée, plus le matériau est isolant. C'est la première chose qu'on regarde pour l'isolation en hiver.
Comment on la calcule ?
C'est assez direct. Il suffit de diviser l'épaisseur du matériau (en mètres) par sa conductivité thermique (une valeur appelée lambda, notée λ).
Formule : R = e / λ- R : Résistance thermique (en m².K/W)
- e : Épaisseur du matériau (en m)
- λ (lambda) : Conductivité thermique du matériau (en W/m.K)
Pour un mur composé de plusieurs couches (par exemple, une brique et un isolant), il suffit d'additionner la résistance thermique de chaque couche pour obtenir la résistance totale du mur. On ajoute aussi de petites résistances pour les surfaces intérieure et extérieure.
Formule pour un mur complet : Rtotal = Rsurface_intérieure + Rcouche1 + Rcouche2 + ... + Rsurface_extérieureLe déphasage thermique : l'arme secrète contre la chaleur d'été
Le déphasage, c'est le temps que met la chaleur à traverser un matériau. C'est super important pour le confort en été. Un bon déphasage signifie que la chaleur du soleil qui tape sur votre mur l'après-midi mettra de nombreuses heures à entrer chez vous. Idéalement, elle n'arrivera qu'au milieu de la nuit, quand il fait déjà plus frais dehors et qu'on peut aérer.
Comment on le calcule ?
Le calcul est un peu plus complexe. Il dépend de l'épaisseur du matériau, mais aussi de sa densité (son poids, noté ρ) et de sa capacité à stocker la chaleur (capacité thermique, notée Cp).
Formule : Déphasage (en heures) ≈ 1,38 x e / √(λ / (ρ x Cp))- e : Épaisseur (en m)
- λ (lambda) : Conductivité thermique (en W/m.K)
- ρ (rho) : Masse volumique (en kg/m³)
- Cp : Capacité thermique massique (en J/kg.K)
Contrairement à la résistance thermique, on ne peut pas simplement additionner les temps de déphasage de chaque couche. Le calcul pour un mur complet est assez complexe et se fait souvent avec des logiciels. Cependant, on peut calculer le déphasage de chaque matériau pour voir sa contribution.
Exemple concret : un mur avant et après isolation
Prenons un mur en briques creuses de 20 cm d'épaisseur. On va voir la différence quand on lui ajoute 14 cm d'isolant en fibre de bois.
Caractéristiques des matériaux :
| Matériau | Épaisseur (e) | Lambda (λ) | Densité (ρ) | Capacité thermique (Cp) |
|---|---|---|---|---|
| Brique creuse | 0,20 m | 0,56 W/m.K | 800 kg/m³ | 1000 J/kg.K |
| Fibre de bois | 0,14 m | 0,038 W/m.K | 55 kg/m³ | 2100 J/kg.K |
Étape 1 : Le mur non isolé
- Calcul de la résistance thermique (R) de la brique :
R_brique = 0,20 / 0,56 = 0,36 m².K/W
La résistance totale est d'environ 0,53 m².K/W, donc très faible.
- Calcul du déphasage de la brique :
Le déphasage est d'environ 4,5 heures. La chaleur de 14h commence déjà à se sentir à 18h30.
Étape 2 : Le mur isolé avec de la fibre de bois
On ajoute la fibre de bois à notre mur en briques.
- Calcul de la nouvelle résistance thermique (R) :
R_fibre_de_bois = 0,14 / 0,038 = 3,68 m².K/WR_total = R_brique + R_fibre_de_bois + R_surfaces = 0,36 + 3,68 + 0,17 = 4,21 m².K/W
La résistance thermique totale est presque 8 fois plus grande ! Le mur est bien mieux protégé du froid.
- Analyse du déphasage :
Le déphasage de la fibre de bois seule est d'environ 9 heures. Même si on ne peut pas les additionner simplement, l'ajout de cet isolant va considérablement augmenter le déphasage total du mur (souvent vers 10-12 heures ou plus). La chaleur de 14h n'arrivera qu'au milieu de la nuit, où elle sera bien moins gênante.
Ce qu'il faut retenir
L'isolation d'un mur a un double effet très bénéfique. En augmentant la résistance thermique, on lutte efficacement contre le froid en hiver et on fait des économies de chauffage.
En choisissant un isolant avec un bon déphasage, comme les isolants biosourcés (fibre de bois, ouate de cellulose), on gagne un confort précieux en été en retardant l'entrée de la chaleur. C'est un investissement gagnant pour toute l'année.