10-1 - Qu'est-ce qu'un isolant thermique ?
27/09/2011 -
Croyance et réalité
L’efficacité thermique d’un matériau, notamment son isolation, sa capacité à limiter les échanges de chaleur entre les ambiances situées de part et d’autre, ne doit pas être définie sur la base d'une simple opinion, mais uniquement sur les connaissances de la physique. Le problème est que les certitudes ont la vie dure même, et peut-être surtout, lorsqu’elles sont fausses et qu'elles sont largement répandues. Parce que certaines sont répétées très fréquemment, à l'image du bois qui serait un isolant, il paraît nécessaire de faire un point sur le fondement des économies d’énergie que constitue l’isolation afin de tenter de limiter le nombre de fausses perceptions de la réalité.
Quelles sont les caractéristiques d'un isolant thermique?
La brique pleine ou la pierre ont des conductivités, exprimées par le coefficient de conductivité λ (Lambda), de l’ordre de 1W/m•K (Watt par mètre d’épaisseur et Kelvin), alors que celui du bois est beaucoup plus faible à environ 0,16W/m•K soit environ 6 fois moins. En d’autres termes, le bois conduit 6 fois moins la chaleur que la brique et 7 à 8 cm de ce matériau ont une efficacité d’isolation thermique équivalente à une épaisseur de brique, 6 fois plus importante, d’environ 45cm. Dans le passé, on a donc pu considérer que le bois était un isolant en comparaison des qualités thermiques des autres matériaux traditionnellement utilisés en construction.
Mais dans le passé les isolants, les vrais, n’existaient pas et le raisonnement tenait la route. Depuis de nombreuses années, ce ne devrait plus être le cas. Les coefficients de conductivité des isolants les plus quelconques sont d’environ 0,04W/m•K soit quatre fois moins que celui du bois. En poursuivant la comparaison précédente, un isolant de 2cm d’épaisseur est équivalent à 8cm de bois et donc à 45cm de brique foraine. Les performances des isolants de qualité ordinaire sont environ 25 fois plus efficaces que celles des matériaux de structure de nos constructions maçonnées. Cette différence d’efficacité d’isolation des matériaux se mesure au rapport de leurs coefficients de conductivité respectifs. Celui de la brique pleine, de la pierre ou du béton avec celui des isolants habituels est de 1/0,04 soit 25. Ces matériaux sont globalement 25 fois plus conducteurs que les isolants.
Aujourd’hui, les meilleurs isolants ont des conductivités 2 fois plus faibles avec des coefficients qui avoisinent les 0,02W/m•K. Ce coefficient est inférieur à celui de l’air stable qui à longtemps été considéré comme une limite physique pratiquement infranchissable. Avec de tels matériaux, le rapport entre isolant et bois est porté à environ 8 tandis que celui résultant de la comparaison avec les matériaux de maçonnerie monte à 50. Un centimètre d’isolant performant est équivalent à 8cm de bois et 50cm de matériaux de construction. Dix centimètres d’isolant performant sont équivalents 80cm de bois et à 5m, oui 5 mètres, des matériaux de structure. Le rapport est absolument GIGANTESQUE.
Alors NON, NON et NON le bois n’est pas un isolant, au contraire,
C’est même un pont thermique quand il traverse un matériau qui assure vraiment cette fonction.
Les constructeurs de MOB, Maison à Ossature Bois, le savent bien puisqu’ils rajoutent généralement un isolant intérieur ou extérieur sur l’ossature bois porteuse.
Le fait que le bois ne soit pas un isolant est également important dans le cas de menuiseries réalisées avec ce matériau. Les vitrages actuels sont tellement performants que leurs déperditions spécifiques peuvent être 3 fois inférieures à celle des cadres bois des menuiseries. Ces derniers deviennent les points faibles des façades et constituent des ponts thermiques sur lesquels peuvent alors se concentrer les condensations intérieures de vapeur d’eau destructrices. Pour pallier à ce problème, certains fabricants de menuiseries, notamment pour maisons passives, intègrent des isolants dans le cadre, ou à sa surface, afin d’atteindre des performances similaires à celles du vitrage.
En résumé :
- Un isolant est un matériau qui limite les échanges de chaleur entre ses 2 faces.
- Un isolant est d’autant plus efficace que sa conductivité est faible.
- La conductivité d’un isolant est proportionnelle à son coefficient de conductivité λ (Lambda).
- Un isolant est d’autant plus efficace que son coefficient de conductivité est faible et qu’il est épais.
- Un matériau est considéré isolant, si son coefficient de conductivité est au maximum de 0,05W/m.K.
- Les meilleurs isolants ont actuellement des coefficients de conductivité proche de 0,02W/m.K
- Dans une construction passive, en climat froid, l’épaisseur des isolants classiques peut dépasser 30cm en paroi verticale.
Thème 10 - L'isolation thermique