Tableau comparatif du déphasage des isolants thermiques

Temps de lecture: 9 min , Dernière mise à jour: 03/10/2023
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Sommaire


Tableau comparatif du déphasage des isolants thermiques. Choisir le meilleur isolant thermique pour isoler sa maison en comparant le déphasage, le lambda, l'inertie, la conductivité thermique, l'énergie grise, la chaleur spécifique, l'épaisseur des matériaux naturels et sains. Au début des années 80, le monde occidental a pris conscience de la nécessité d'économiser l'énergie, l'isolation thermique est devenue une obsession.


Interrogation sur l'isolation thermique

Pourquoi l'isolation thermique ?

  • Suite à la nécessité d'économiser l'énergie, les industriels ont développé des isolants parfois peu onéreux comme la laine de verre ou la laine de roche, parfois performants comme le polystyrène, le polyuréthane, etc.
  • Malheureusement, ces matériaux et ces isolants modernes conventionnels (laines minérales et plastiques alvéolaires) ne sont pas acceptables en matière de santé, certains sont même toxiques en matière environnementale.
  • De plus, ils requièrent une grande quantité d'énergie pour leur fabrication.

Pourquoi isoler un logement

L'isolation est essentielle dans un bâtiment, car elle freine des déperditions et joue un rôle majeur en diminuant les consommations énergétiques.

  • Les matériaux isolants sont connus depuis très longtemps. Ainsi, j'ai isolé ma première maison en 1978 avec du chanvre.
  • Longtemps occultés par les isolants « modernes », les matériaux naturels commencent enfin à être commercialisés.

Depuis le premier choc pétrolier de 1973, les industriels ont développé des isolants parfois peu onéreux comme la laine de verre ou laine de roche">laine de verre ou laine de roche, parfois performants comme le polystyrène, le polyuréthane, etc., mais malheureusement, ces matériaux et ces isolants modernes conventionnels (laines minérales et plastiques alvéolaires) ne sont pas sains en matière de santé, certains sont même toxiques pour la planète.

Il faut éliminer les fuites d'air responsables des déperditions énergétiques sources d'inconfort et de facture de chauffage élevées.

Déperditions-énergétiques-logement-standard


Comment isoler efficacement ?

  • Comment fonctionne l'isolation ? Le meilleur isolant est l'air sec immobile, car la conductivité de l'air est très basse (0,0262W/m².K).
  • La bouteille thermos en est un exemple parlant. Le principe de l'isolation est de piéger de l'air dans le matériau.
    La meilleure technique d'isolation

Les murs

La meilleure des isolations pour les murs est l’isolation par l’extérieur (ITE Isolation Thermique Extérieure), mais coûte plus cher (+ 30 % selon l'ADEME) qu'une isolation par l'intérieur qui offre des performances intéressantes si l'on accepte de perdre du volume intérieur.

  • Dans les régions humides, il est nécessaire d'utiliser un isolant ayant une importante capacité hygroscopique, c'est à dire ayant la faculté d'absorber le surplus de vapeur d'eau quand l'air est trop humide. Dans ce cas, il vaut mieux utiliser de la ouate de cellulose, de la laine de mouton ou de la laine de bois que des laines minérales.
  • Attention toutefois à ne pas placer des matériaux biosourcés directement au contact de parois humides !
  • Un pare vapeur ou une paroi type Fermacell protègera l'isolant naturel. Les plaques de gypse-cellulose proposées par le fabricant Fermacell© permettent de créer des cloisons intérieures ou doubler des murs afin d’améliorer l’isolation.
  • Les plaques de Fermacell© sont composées de gypse, une roche sédimentaire très commune à la base du plâtre et renforcée par de la fibre de cellulose (issue de papier recyclé), sans aucun adjuvant chimique. Comme les autres plaques de plâtre, elles sont résistantes au feu et leur porosité leur permet d'être d'excellents régulateurs de la vapeur d'eau.

Le toit

  • Lorsque les combles (appelés combles chauds) sont aménagés, il est difficile d'isoler correctement surtout de la chaleur estivale. La meilleure des isolations pour le toit est la méthode du sarking par l'extérieur en détuilant et en mettant des caissons d'isolants pour augmenter l'épaisseur.
  • Lorsque les combles ne sont pas habités (appelés combles perdus), en raison de la faible hauteur disponible, l'isolation du sol par un matériau isolant efficace naturel revient moins cher. (ouate de cellulose, chanvre, lin, laine de coton, métisse, etc.).

Les matériaux naturels

Il est bien préférable pour votre santé et celle de la planète d'utiliser des matériaux naturels.

  • L’ADEME (organisme certifié et indépendant) préconise logiquement d'isoler les combles ou la toiture en premier, car l’air chauffé plus léger que l’air froid se dirige naturellement vers le haut de l’habitation : plafond, combles et toiture.
  • Les déperditions thermiques d’une maison mal isolée peuvent entraîner une surconsommation de chauffage de 30 à 50 % voire plus.
  • Une importance particulière doit donc être consacrée à l’isolation des combles et de la toiture.
  • L’isolation d’une maison doit être un projet global, car les murs et les ouvrants () sont également des sources de déperditions et d'inconfort.

Qu'est-ce que le lambda ?

Le lambda λ correspond au coefficient de conductivité thermique du matériau.

Les isolants thermiques sont caractérisés par leur conductivité thermique (λ) qui est une caractéristique propre à chaque matériau. Elle indique la quantité de chaleur qui se propage par conduction thermique en 1 seconde au travers de 1 m d'un matériau épais d'un mètre. Plus la conductivité thermique d'un matériau est élevée et plus il est conducteur de chaleur, à contrario, plus elle est faible et plus le matériau est isolant.

  • Le polyuréthane par exemple est 10.000 fois moins conducteur de chaleur que le cuivre.
  • Le bois : résineux sec possède une conductivité thermique de 0.13 W/mK Un bois de feuillu humide : 0.20 W/mK
  • La brique : légère et sèche possède une conductivité thermique de 0.22. Une brique lourde et humide à 1.61 W/mK

Le coefficient de conductivité thermique λ d'un matériau varie en fonction de la température et de l'humidité. Les coefficients sont calculés à des températures comprises entre 10 °C et 20 °C.

Plus ce coefficient est faible, plus le matériau est isolant. Mais d'autres critères sont tout aussi importants, voire fondamentaux, notamment en fonction des zones climatiques.

Les fabricants de laine de verre calculent le lambda avec un air à 10° ce qui est discutable.

Caractéristiques isolants

Le tableau ci-dessous est calculé pour une toiture (l'investissement le plus rentable rapidement) avec un R = 7.5.

Voir également le tableau comparatif des isolants pas cher pour bien isoler.

Tableau toiture R7.5

CT = Conductivité thermique

Caractéristiques isolants courants
Isolant
Densité
CT
Epaisseur

kg/m3
W/m.K
R7.5
Fibre bois souple
50
0,038
28.50
Fibre bois dense
190
0.049
38.75
Ouate de cellulose
50
0.038
28.50
Laine de verre
27
0.035
28.25
Laine de roche
35
0.038
28.50
Polystyrène expansé
20
0.032
24

Tableau toiture R5

CS : Chaleur spécifique

Caractéristiques isolants courants
Isolant
CS
Epaisseur

J/kgK
R5 toiture
Fibre bois souple
2100
19
Fibre bois dense
2100
24.50
Ouate de cellulose
2000
19
Laine de verre
1030
17.50
Laine de roche
1030
19
Polystyrène expansé
1450
16

Ensemble des données fournies sous toutes réserves

L'isolation thermique efficace

Plus la valeur R est élevée, plus le matériau offre une isolation thermique efficace. La Valeur R [m²K/W] mesure la résistance thermique d'un matériau. Elle se calcule en fonction du coefficient de conductivité thermique du matériau et de son épaisseur. Pour obtenir des aides et un crédit d'impôt, un R = 5 est obligatoire, mais il est préférable d'opter pour un R = 7.5 ou mieux un R = 10.

  • Ce qui coûte cher dans un chantier, c'est la main d'œuvre et les déplacements.
  • Rajouter quelques centimètres de produit isolant ne fera pas changer beaucoup le devis.

Caractéristiques thermique des matériaux isolants courants

CT = Conductivité thermique exprimé en λ (lambda).

Caractéristiques matériaux isolants courants
Isolant
Densité
CT λ
Note

kg/m3
W/m.K

Liège expansé panneaux
125
0,049
***
Paille
80
0.050
****
Perlite en vrac
70
0.060
**
Laine de roche panneau
70
0.042
*
Ouate cellulose panneaux
70
0.042
***
Fibre de bois panneau
50
0.039
***
Ouate de cellulose injectée
45
0.042
***
Laine de chanvre panneau
40
0.040
***
Laine de mouton
35
0.040
***
Laine de verre panneau
35
0.039
*
Ouate de cellulose vrac
24
1.042
***
Polystyrène expansé
15
0.039
*

Ensemble des données fournies sous toutes réserves.

CS = Chaleur spécifique
EG = Energie grise

Caractéristiques matériaux isolants courants
Isolant
CS
EG
Note

J/kgK
kWh/m3

Liège expansé panneaux
1560
450
***
Paille
1330
0
****
Perlite en vrac
900
330
**
Laine de roche panneau
1030
430
*
Ouate cellulose panneaux
1900
150
***
Fibre de bois panneau
2100
60
***
Ouate de cellulose injectée
1900
100
***
Laine de chanvre panneau
1700
40
***
Laine de mouton
1720
252
***
Laine de verre panneau
1030
470
*
Ouate de cellulose vrac
1800
15
***
Polystyrène expansé
1450
500
*

Ensemble des données fournies sous toutes réserves.

Qu'est-ce que le déphasage ?

Dans les régions chaudes, le temps de déphasage, c'est-à-dire le temps qui est nécessaire à la chaleur pour traverser un isolant (en clair transmettre une température d'un côté à l'autre de l'isolant), est un facteur important à prendre en compte surtout avec le réchauffement climatique. Le déphasage joue un énorme rôle pour le confort thermique d'été de l'habitation.

  • Dans les régions où les températures estivales sont élevées, entrainant des surchauffes, il faudra privilégier un isolant ayant un déphasage d'au moins 10 heures a 12 heures, ce qui est le cas de la ouate de cellulose (3 à 4 heures pour les laines minérales).
  • Pour un excellent confort d'été, outre le pouvoir isolant, il est important de considérer la capacité thermique spécifique des matériaux isolants. Plus cette valeur est élevée et plus le matériau peut accumuler de chaleur, il préserve ainsi plus longtemps la fraîcheur de l'habitation.

Le déphasage thermique dans un élément de construction est une donnée déterminante pour le confort d'été, car il indique combien de temps après le pic de chaleur de la journée, la face interne de l'isolant atteint sa température maximale.

Le déphasage thermique devrait être d'au moins 10 heures.

  • Le déphasage est donc le temps qu’il faut à la chaleur pour pénétrer à l’intérieur de l'habitat. Une isolation satisfaisante permet souvent de ne pas utiliser de climatisation particulièrement coûteuse en termes d’environnement surtout l'été lorsque les centrales nucléaires sont en arrêt ou en phase de maintenance.
  • Par exemple, 20 cm de laine de verre qui sont juste suffisants pour limiter les déperditions de chaleur d'un logement sont inefficaces pour le confort d'été, en effet, il faudrait mettre 0.85 mètre de laine de verre pour éviter le réchauffement solaire dans la maison.

Calculer les performances

Pour calculer l'épaisseur minimale d'isolant à mettre en place lorsque l'on veut obtenir une résistance thermique R=7 m².°C/W

Le calcul est le suivant :

  • Exemple pour de la laine de verre, λ = 0,04W/(m.°C)
  • R= e/λ
  • e= R*λ= 7*0.04 = 0,280m. Il faut donc une épaisseur de 28 cm.


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