Conductivité thermique

Formule mathématique de la résistance thermique

La conductivité est le coefficient qui permet de calculer la résistance thermique d’un isolant. Un isolant qui présente une valeur très faible est considéré comme un type d’isolant performant. À contrario, plus la valeur affichée est élevée, moins l’isolant sera efficace.

La conductivité thermique dans les grandes lignes

La conductivité thermique est un coefficient qui qualifie la réaction d’un matériau face au transfert thermique. Il définit donc la quantité de chaleur en watt transmise par unité de surface et de temps sous un gradient de température de 1 °C / m ou 1 kelvin. Ce coefficient est noté lambda (λ) ou K, et peut être exprimé en watts par mètre-kelvin, soit W·m−1·K−1 :

• W : watt qui est une unité de puissance
• m : mètre qui est une unité de longueur. Il est à noter que m−1 = épaisseur/surface, soit m/m²
• K : kelvin est une unité de température utilisée dans le Système international d’unités.

Il est à noter que la conductivité thermique peut apparaître en W/m.°C.

Plus la conductivité thermique est grande, plus le matériau est conducteur. Et donc, à contrario, plus le coefficient de conductivité thermique est faible, plus le matériau aura des pouvoirs isolants. Pour calculer la résistance thermique (R) d’un isolant, il faut donc prendre en compte sa conductivité thermique (λ) mais également son épaisseur (e) : R = e/λ

La conductivité thermique de certains matériaux

Voici quelques indications chiffrées de conductivités thermiques, exprimées en watts par mètre-kelvin (W·m−1·K−1), de matériaux à 20 °C utilisés pour l’isolation, classés du meilleur isolant au moins performant :

La mousse phénolique : de 0,018 à 0,025 W·m−1·K−1

Il s’agit d’un matériau isolant synthétique constitué de dérivés du pétrole. Il présente une texture alvéolée contenant de l’air, ce qui fait de lui un très bon isolant tant thermique qu’acoustique. La mousse phénolique est fragile face à l’humidité.

Le polyisocyanurate : 0,023 W·m−1·K−1

Le polyisocyanurate, appelé également PIR ou polyso, est un isolant thermique synthétique issu de dérivés pétrochimiques, de la famille du polyuréthane. Il se présente sous forme de panneaux en mousse. L’enveloppe de ces plaques peut être en fibre de verre ou en aluminium. C’est un isolant qui convient parfaitement pour une isolation par l’intérieur. En effet, au contact de températures basses, il perd en efficacité.

La mousse de polyuréthane rigide : 0,025 W·m−1·K−1

La mousse de polyuréthane rigide est un très bon isolant thermique qui se présente sous forme de panneaux recouverts, en règle générale, d’une couche d’aluminium pour une meilleure étanchéité. Cet isolant résiste donc aux environnements humides mais supporte également d’être compressé. Ce matériau peut ainsi convenir à toutes sortes d’isolation comme dans les combles perdus, à l’intérieur et à l’extérieur, mais également au sol. C’est alors l’épaisseur qu’il vous faudra adapter en fonction des zones à isoler.

La laine de verre : de 0,030 à 0,0407 W·m−1·K−1

La laine de verre est un isolant minéral performant qui convient à la fois pour une isolation thermique et acoustique. Elle est fabriquée à partir de sable et de verre recyclé. Ce type de matériau est le plus répandu car très économique. Il peut se présenter sous forme de rouleaux ou de flocons et s’adapte à tout type d’isolation.

La laine de roche : de 0,033 à 0,0407 W·m−1·K−1

La laine de roche est également un isolant minéral qui assure un confort thermique en hiver comme en été. Elle est confectionnée à partir de roche volcanique. Elle peut être posée par soufflage comme dans les combles perdus par exemple, ou sous forme de rouleaux. Ce type d’isolant incombustible peut s’adapter à tout type d’isolation intérieure ou extérieure, qu’elle soit thermique ou acoustique.

Le polystyrène expansé : 0,036 W·m−1·K−1

Le polystyrène expansé est un isolant synthétique constitué à partir de dérivés pétrochimiques. Il est essentiellement utilisé pour de l’isolation thermique. Résistant à la compression, il peut s'adapter aux environnements humides, ce qui fait de lui un isolant extérieur de premier choix. Si ce matériau craint les rongeurs, il présente les avantages cumulés d’un faible coût et d’une grande facilité de pose, surtout quand il est sous forme de plaques.

La fibre de bois : de 0,036 à 0,042 W·m−1·K−1

La fibre de bois est un isolant naturel composé à partir de fibres de bois densifiées. Il est apprécié pour ses atouts écologiques et son excellente isolation thermique et acoustique. Sous forme de panneau rigide, ce matériau est très résistant à la compression et vous protège aussi bien l’hiver que l’été. La fibre de bois peut se présenter sous différentes formes qui seront à adapter en fonction de la zone de votre logement à isoler.

La perlite : 0,038 W·m−1·K−1

La perlite est un isolant minéral naturel fabriqué à partir de roche volcanique. Il s’agit donc d’un matériau écologique et durable. Il se présente sous forme de petites billes solides. Ce type d’isolant est très résistant au feu, à l’humidité ainsi qu’aux rongeurs, et permet une isolation à la fois thermique et acoustique. Très léger, il permet une isolation par soufflage et tolère une exposition à des températures très élevées.

La paille, perpendiculaire aux fibres : 0,04 W·m−1·K−1

La paille est un isolant écologique, naturel et biosourcé. En rénovation, elle est souvent utilisée pour isoler les combles perdus ou pour une isolation des murs par l’extérieur. Si sa résistance au feu n’est pas bonne, il n’en reste pas moins qu’elle affiche un faible coût et des propriétés d’isolant thermique et acoustique performant.

La ouate de cellulose : 0,041 W·m−1·K−1

La ouate de cellulose est un isolant biosourcé à la fois thermique et acoustique. Il s’agit d’un matériau écologique, issu du recyclage du papier, couramment utilisé pour l’isolation de bâtiment basse consommation (BBC) et de construction bois. Il assure un excellent confort thermique l’hiver comme l’été. La ouate de cellulose permet une isolation des combles perdus, des rampants et des murs par l’intérieur.

Le liège : 0,043 W·m−1·K−1

Le liège est un très bon isolant naturel thermique et acoustique. Constitué intégralement de fibres naturelles contenues dans l’écorce du chêne-liège, il peut être vendu en vrac, sous forme de plaques ou de rouleaux. Ce type de matériau biosourcé est très résistant dans le temps mais également face à l’humidité. Il reste cependant un isolant présentant des prix assez élevés.

La réglementation thermique actuellement en vigueur, la RT 2012, estime d’un matériau qu’il est isolant quand sa conductivité thermique ne dépasse pas le plafond de 0,065 watt par mètre-kelvin (W·m−1·K−1).