Isolation, les bases théoriques

La résistance thermique

À l’inverse des métaux, les isolants ne conduisent pas la chaleur mais lui opposent, au contraire, une résistance. Plus cette résistance est forte, plus l'isolation thermique est performante.
La résistance thermique exprimée en m2.K/W, s’obtient par le rapport de l’épaisseur (en mètres) sur la conductivité thermique (lambda) du matériau considéré. Est considéré comme isolant un matériau dont la résistance thermique R est supérieure à 0,5 m2 K/W.

• Résistance thermique (R) : pour rendre compte de l’isolation thermique d’un matériau, on a besoin de connaître la résistance aux flux de chaleur (m2.K/W) présentée par ce matériau d’épaisseur donnée. Plus la résistance thermique R est grande, plus le matériau est isolant.
• Conductivité thermique ( λ ) : la conductivité thermique lambda (λ ) est la quantité de chaleur W/m.K pouvant être transférée dans un matériau en un temps donné. Plus la valeur λ est petite, plus le matériau, à épaisseur égale, est isolant. Les isolants ont des λ < 0,06 W/mK.

La résistance thermique R et la conductivité thermique λ figurent sur les étiquettes des emballages des produits.

Par exemple, un isolant de 200 mm d’épaisseur, ayant une conductivité thermique (λ ) de 0,040 W/(m.K) a une résistance thermique (R) égale à 5m2K/W. Un isolant de 200mm d’épaisseur ayant une conductivité thermique (λ ) de 0,032 W/(m.K) a une résistance thermique (R) égale à 6,25m2K/W.
A épaisseur identique on peut donc avoir une performance thermique différente.

Valeur RSI: Valeur métrique de la résistance thermique

La valeur RSI (Valeur R Système International) correspond à la résistance thermique du Système international des matériaux isolants alors que la valeur R correspond à la valeur impériale.

Pour convertir la valeur R en valeur RSI, il faut multipler la valeur R par 0,1761. Pour faire la conversion inverse et obtenir la valeur R, on divise la valeur RSI par 0,1761. Un tableau des équivalences pour quelques valeurs est présenté ci-dessous. Vous pouvez aussi convertir des valeurs spécifiques à l'aide du formulaire.

Valeur spécifique:  R RSI =

Matériaux isolants

Le vide est le meilleur isolant thermique mais ne peut pas être utilisé de façon pratique pour l'isolation des habitations (il est utilisé plus facilement pour de petits récipients comme les bouteilles thermos dont la paroi peut être sous vide).Viennent ensuite les gaz dont le plus pratique à utiliser est l'air, mais attention : les transferts thermiques par un gaz ou un liquide ne se font pas seulement par conduction thermique, mais aussi par convection thermique : c'est pourquoi l'air enfermé dans les combles d'une toiture n'empêche pas les transferts thermiques (la convection thermique est d'autant plus forte que la différence de température entre la toiture et le plancher des combles est élevée, accélérant la circulation de l'air).

La résistance thermique d'un matériau isolant est assurée par l'air ou autre gaz enfermé dans les bulles d'air ou entre les fibres du matériau (laine de roche, laine de chanvre, blocs de chanvre, fibre de bois, ouate de cellulose, polystyrène, ...), car l'air enfermé dans le matériau ne participe pas à la convection thermique. Préférer l'isolant en panneau dont la tenue mécanique est meilleure, voire l'insufflation en vrac, technique moins coûteuse et qui évite les ponts thermiques.

Petit comparatif :

Le tableau ci-après donne des ordres de grandeur générique par famille d’isolants. Il ne préjuge pas des valeurs des produits mis sur le marché, qui sont fonction des composants, de la qualité de fabrication, du contrôle de production et de la fiabilité des déclarations.