Isolation thermique Matériaux isolants

Modes de transfert de chaleur Conduction: transfert de l'agitation par chocs intermoléculaires Convection: transport de matière entre zones chaude et froide Rayonnement:émission-absorption de rayonnement électromagnétique Evapo-condensation: évaporation et condensation

Elément opaque ou réfléchissant pour diminuer le rayonnement Pour isoler il faut: Enlever la matière pour diminuer la conduction Elément étanche (ou le vide) pour éliminer la convection Elément opaque ou réfléchissant pour diminuer le rayonnement Matériau sec pour éviter l'évapo-condensation

L'isolant principal dans le bâtiment L'air immobile Les fibres ou parois des cellules immobilisent l'air, supprimant la convection Le rayonnement ne peut pas passer au travers du matériau globalement opaque Dans l'idéal, il ne reste que la conduction de l'air.

Conductivité thermique l Quantité de chaleur passant au travers de 1 m² d'une couche de matériau homogène de 1 mètre d'épaisseur, soumis à une différence de température de 1 degré. 1K 1 m

Quelques matériaux

Conductivité relative

Effets des isolants thermiques Isolation thermique Protection incendie Isolation acoustique contre les bruits aériens contre les bruits de choc Absorption acoustique

Les matériaux isolants

Fibres minérales Fibre de verre (ISOVER) Laine de roche (ROCKWOOL, FLUMROC) Fibres obtenues par filage de verre plus ou moins pur, liée avec une colle (bakélite) Absorption acoustique Résistance mécanique nulle à basse densité, moyenne à haute densité

Fibres minérales

Laine de verre

Fibres naturelles Laine, coton, cellulose, paille, coco, chanvre Cellulose (papier recyclé) injectée Absorption acoustique Faible résistance au feu, à l’humidité et aux agents biologiques

Mousses minérales Mousse de verre (FOAMGLAS) Bonne résistance à la compression Etanche à l’eau et à la vapeur d’eau Cher

Verre cellulaire

Mousses minérales Béton cellulaire Mortier à la poudre d’aluminium Pouvoir isolant médiocre (donc forte épaisseur) Bonne résistance mécanique Parois et dalles homogènes, éléments légers Sensible à l’eau, au gel si humide

Isolants organiques synthétiques Polystyrène Polyuréthane Urée-formol

Isolants organiques synthétiques Polystyrène expansé Usage général Résistance à l’eau médiocre Résistance mécanique suffisante dans bien des cas Polystyrène extrudé Usage spécifique pour toitures inversées et isolation enterrée Bonne résistance aux intempéries, notamment à l’eau Résistance mécanique supérieure Plus cher que le PS expansé

Isolants organiques synthétiques Polyuréthane Bonne résistance mécanique Excellent pouvoir isolant Résistance nulle aux intempéries et UV Mousse injectable Urée-formol Mousse injectable in situ Très sensible à l’eau Résistance mécanique nulle

Mousses organiques

Isolants ligneux Bois léger, paille agglomérée Bonne résistance mécanique Pouvoir isolant médiocre Faible résistance à l’humidité (pourriture)

Liège Bonne résistance mécanique Résistance à l’humidité médiocre Certaine résistance au feu

Isolation mince réfléchissante Lame d'air Feuille(s) réfléchissante(s) Isolant ! Attention aux escrocs Les miracles sont rares

Isolation mince réfléchissante Un matériau prétendu équivalant à 20 cm de laine minérale Rmax = 0,51+0,56+0,51=1,59 m²K/W 2 Rréal. = 0,35+0,55+0,35=1,25 m²K/W m²K/W 6 m²K/W

Isolations exceptionnelles L'espace La bouteille thermos Isolant sous vide La mousse de silice

L'espace Le vide interdit la convection et la conduction Seul le rayonnement reste Une tenue réfléchissant e assure une isolation thermique presque parfaite.

Bouteille "Thermos", vase de Dewar Le vide entre les deux parois supprime la convection et la conduction Les parois métallisées réduisent le rayonnement Il ne reste que le col dans lequel la conduction demeure

Isolation sous vide Getter, ou dessiccant Emballage étanche Matériau de support Empêche l'air d'entrer dans les interstices du matériau de support Empêche la pression atmosphérique d'écraser la plaque isolante (10 t/m²) Maintient le vide malgré le dégazage et la diffusion (élimination de l’eau)

Isolation sous vide

Gaz lourds La conductivité thermique des gaz diminue avec leur masse moléculaire Ar, Kr, Xe, Fréons, SF6 utilisés pour isoler dans: Lampes à incandescence Vitrages isolants Certaines mousses (PUR notamment)

Applications

Applications des isolants thermiques Parois homogènes bois brique poreuses béton cellulaire maçonnerie à la chaux torchis

Applications des isolants thermiques Toiture plate sans protection avec protection Toiture inversée Dalle, planchers

Applications des isolants thermiques Parois ventilées

Applications des isolants thermiques Panneau léger Paroi double Isolation crépie Isolation intérieure Extérieur Intérieur

Construction bois Dessin Flumroc

Paroi et dalle bois Dessin Flumroc

Répartition de température l2 l3 l1 Intérieur Extérieur

Isolation intérieure Isolation extérieure Comment éviter les ponts thermiques? Isolation intérieure Isolation extérieure L'isolation extérieure permet d'éviter la plupart des ponts thermiques. De plus, elle présente de nombreux avantages: Augmentation de l'inertie thermique intérieure, donc amélioration du confort d'été et meilleure utilisation de gains solaires passifs en hiver Stabilisation de la température de la structure, donc vieillissement plus lent de celle ci Diminution, et dans la plupart des cas élimination totale des risques de condensation dans les éléments de construction

Que faire d'un pont thermique? Froid Chaud  Chaud Froid   Froid Chaud Pour éviter qu'un pont thermique, par ailleurs inévitable, cause des dommages, il est indiqué de le diviser, de le chauffer, ou de l'allonger. Ces opération augmenteront la consommation d'énergie mais diminueront le risque de condensation ou de moisissures. Allonger Chauffer Diviser