Tableau de performances des isolants thermiques pour l'habitat
Comparer les performances d'isolants thermiques de l'habitat permet de connaître la diffusivité thermique ou déphasage qui est exprimée en m²/heure.
- Performances été hiver
- Le déphasage thermique
- Qu'appelle-t-on déphasage
- Epaisseur minimale isolant
- Base de calcul isolation
- Bilan énergétique des isolants
Le déphasage thermique
La diffusivité thermique ou déphasage est la capacité d’un matériau à transmettre plus ou moins rapidement une variation de température. Autrement dit, le déphasage est la vitesse à laquelle la chaleur se propage dans un corps. Plus la valeur de diffusivité thermique est faible, plus le front de chaleur mettra du temps à traverser. L'inertie thermique d'un bâtiment est une autre valeur très importante pour le confort d'été et d'hiver.
Performances été hiver
Il est intéressant de comparer les performances des isolants en été et en hiver.
| Caractéristiques de 4 isolants courants | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Densité | Conductivité | Capacité | Épaisseur | ||
| Isolant | kg/m3 | W/m.K | thermique | hiver cm | été cm |
| Laine bois | 55 | 0,040 | 90 | 23 | 20 |
| Ouate cellulose | 85 | 0,040 | 44 | 18 | 26 |
| Laine de verre * | 15 | 0,040 | 5 | 18 | 85 |
| Laine de roche * | 15 | 0,040 | 5 | 18 | 85 |
| Polystyrène | 7 | 0,035 | 3 | 18 | 94 |
* rouleau
Le déphasage thermique
Ci-dessous, le tableau comparatif de déphasage thermique donne toutes les caractéristiques des principaux isolants. Tableau Picbleu ®
Nota : Déplacement de phase, pour la ouate de cellulose h = 11 heures, pour une fibre minérale h = 7 heures.
La ouate de cellulose empêche le rayonnement solaire offrant un meilleur confort d'été et empêche la chaleur de s'évacuer assurant ainsi une plus grande économie d'énergie et de gaz à effet de serre.
| Déphasage et caractéristiques de quelques isolants | ||||
|---|---|---|---|---|
| Densité | Epaisseur | Prix | Confort | |
| Isolant | masse volumique | minimale | €/m 2 | été obtenu |
| Laine de bois | 100 kg/m 3 | 25.0 cm | 45 | 20/20 |
| Ouate de cellulose | 55 kg/m 3 | 27.0 cm | 15 | 18/20 |
| Laine de roche pour sol | 130 kg/m 3 | 24.0 cm | 54 | 16/20 |
| Perlite expansée | 90 kg/m 3 | 30.0 cm | 36 | 15/20 |
| Laine de chanvre en rouleau | 25 kg/m 3 | 23.4 cm | 30 | 15/20 |
| Polystyrène extrudé | 35 kg/m 3 | 17.4 cm | 35 | 10/20 |
| Laine de roche en vrac | 25 kg/m 3 | 22.2 cm | 11 | 9/20 |
| Polystyrène expansé | 18 kg/m 3 | 22.2 cm | 18 | 9/20 |
| Polyuréthane | 35 kg/m 3 | 16.2 cm | 65 | 9/20 |
| Laine verre ou roche en rouleau | 16 kg/m 3 | 22.2 cm | 18 | 9/20 |
Qu'appelle-t-on déphasage
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. Il devrait être d'au moins 10 heures.
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.
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 1 mètre de laine de verre pour éviter le réchauffement solaire dans la maison.
Le déphasage, c’est le temps qu’il faut à la chaleur pour pénétrer à l’intérieur de l'habitat. Cela permet souvent de ne pas utiliser de climatisation particulièrement coûteuse en termes d’environnement.
Epaisseur minimale isolant
Le tableau ci-dessus montre qu'en fonction de la conductivité et de la capacité thermique des matériaux, les épaisseurs minimales requises pour l'été et pour l'hiver sont très différentes. Ainsi, les laines minérales qui sont majoritairement employées dans le bâtiment malgré leur peu d'intérêt démontrent leur inefficacité thermique pour éviter la chaleur en période estivale.
- Pour les panneaux en laine de bois, l'épaisseur minimale est de 17,3 cm pour l'hiver et de 18,5 cm pour l'été.
- Pour les laines minérales, l'épaisseur minimale est de 17,3 cm pour l'hiver, mais il faudrait placer 81,5 cm pour l'été.
| Épaisseur minimale des isolants de toiture pour le confort d'été et d'hiver | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Isolant | Masse volumique | Conductivité | Capacité thermique | Épaisseur hiver | Épaisseur été |
| kg/m3 | W/m.K | Wh/m3.K | Mètre | Mètre | |
| Panneau isolant fibres de bois | 160 | 0.04 | 80 | 0.173 | 0.185 |
| Copeaux de bois | 90 | 0.045 | 42 | 0.238 | 0.245 |
| Liège expansé (en vrac) | 100 | 0.045 | 42 | 0.195 | 0.271 |
| Ouate de cellulose (forte densité) | 70 | 0.045 | 42 | 0.195 | 0.271 |
| Ouate de cellulose (moyenne densité) | 55 | 0.04 | 33 | 0.173 | 0.286 |
| Mousse de polyuréthane (Panneau rigide) | 30 | 0.03 | 13 | 0.13 | 0.405 |
| Perlite expansée | 90 | 0.05 | 20 | 0.217 | 0.416 |
| Laine de mouton | 20 | 0.04 | 10 | 0.173 | 0.535 |
| Polystyrène (panneau extrudé) | 20 | 0.04 | 0 | 1.173 | 0.593 |
| Coton | 25 | 0.04 | 6 | 0.250 | 0.690 |
| Laines minérales vrac | 18 | 0.04 | 4 | 0.300 | 0.815 |
| Fibres de polyester | 15 | 0.045 | 2 | 0.195 | 1.100 |
Base de calcul isolation
- Pour l'isolation hivernale : l'efficacité des différents procédés est évaluée sur la base de la résistance thermique préconisée par la norme DIN 4108 (Coefficient U minimal de 0.22 W/m2K).
- Pour l'isolation estivale : l'évaluation est basée sur la réduction d'amplitude thermique. Le facteur de réduction employé est 10, c'est-à-dire que le but est d'obtenir une division par 10 de l'écart quotidien maximum des températures extérieures. Notons que dans ces calculs le déphasage n'est pas pris en compte. Source DR Reinhardt Geisler.
Bilan énergétique des isolants
Les 7 isolants ci-dessous ont un impact environnemental très différent, raison pour laquelle il faut privilégier les produits biosourcés.
| Bilan énergétique à la production | Énergie grise en kWh/m3 |
|---|---|
| 7 isolants | hors transport et élimination |
| Fibre d'herbe | -1 |
| Laine de cellulose (45 kg/m3) | 6 |
| Laine de bois (160 kg/m3) | 12.5 |
| Liège aggloméré en panneaux | 85 |
| Laine minérale | 150 à 280 |
| Polystyrène | 450 à 850 |
| Polyuréthane | 1000 à 1200 |
| Verre cellulaire | 1600 |
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