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Lambda en isolation (λ), R et U : 3 indicateurs de performance thermique nécessaires mais pas suffisants…

La performance thermique d’un matériau tient à sa capacité à retenir la chaleur et à la réguler selon les variations de la température extérieure. Cette capacité s’exprime techniquement par 3 coefficients de référence mesurant en laboratoire le niveau de résistance, conductivité et transmission thermique de l’isolant. Et par conséquent sans exposer l’isolant aux contraintes climatiques qu’il subira après la pose. Découvrez dans ce dossier les autres critères essentiels pour choisir le meilleur isolant.

A la clé, plus de confort dans votre logement et de belles économies d’énergie.

Les 3 indicateurs de performance thermique d’un isolant mesurés en laboratoire

La nature des travaux d’isolation (murs, toiture, combles, sol …), la technique utilisée (ITI, ITE…) et la performance thermique exigée déterminent les caractéristiques idéales de l’isolant requis. Pour cela, on se réfère notamment à 3 indicateurs dont la valeur respective s’exprime par un coefficient.

1. La conductivité thermique (ou lambda isolation)

C’est quoi le lambda en isolation ?

Mesurée par le coefficient lambda (λ), elle exprime la capacité du matériau à transmettre la chaleur. Le lambda isolation est un paramètre très important car il détermine le pouvoir isolant du matériau.

Concrètement le coefficient de conductivité thermique traduit le flux de chaleur qui traverse un matériau d’un mètre d’épaisseur sur une surface d’un mètre carré avec une différence de température d’un Kelvin entre ses deux faces.

Le lambda (λ) est exprimé  W/m.K, à savoir, Watt par mètre Kelvin. Le Kelvin représente la variation d’un degré Celsius tandis que le mètre mesure le rapport entre l’épaisseur de l’isolant et la surface à isoler. On retiendra que plus la conductivité est faible, plus le matériau sera isolant. Si le lambda est fort, il faudra donc compenser par une couche plus épaisse d’isolant.

Notez également que le lambda (λ) augmente avec la température et avec l’humidité contenue dans le matériau, ce qui à priori disqualifie les isolants présentant une mauvaise étanchéité à l’air et à la vapeur d’eau.
Et parce que la conductivité n’est pas forcément la même en toutes saisons, l’isolant thermique choisi devra par conséquent être capable d’agir tout aussi efficacement en été qu’en hiver.

2. La résistance thermique (R)

La résistance thermique indique la capacité de l’isolant à résister aux variations de chaleur et dépend à la fois de sa conductivité thermique (lambda  λ) et de son épaisseur. Elle s’exprime par la valeur R qui caractérise ainsi la performance thermique du matériau. Plus le coefficient de résistance thermique R est élevé, plus le matériau est isolant.
Exemple : pour un panneau isolant d’une épaisseur de 100 mm ayant un lambda 0,022 W/mK, la résistance thermique sera de : 0,1 m/ 0,022 = 4,54 m²K/W.

Que veut dire R en isolation ?

La lettre R fait référence à la résistance thermique de l’isolant, c’est à dire à sa capacité à résister aux pics de chaleur : plus la valeur est élevée et plus on considèrera le matériau comme isolant.

3. La transmission thermique (le coefficient isolation U)

Valorisée par le coefficient U, la transmission thermique exprime la capacité de la paroi (murs, plancher, toit, combles…) à laisser passer la chaleur d’un milieu à un autre. Elle est déterminée par l’épaisseur et la nature du matériau isolant ainsi que sa paroi d’application. C’est donc l’inverse de la résistance thermique.
La paroi sera d’autant plus performante en termes d’isolation que la transmission thermique (U) sera faible. Le coefficient U s’exprime en W/m2.K.

Valeur de R :comment calculer la résistance thermique et l’épaisseur d’un isolant ? 

La résistance thermique se mesure par le coefficient R exprimé en m2 Kelvin par Watt (m2.K/W).
Elle dépend des matériaux utilisés et de l’épaisseur de la couche isolante. Le R est égal au rapport entre l’épaisseur e en mètres (m) et la conductivité thermique lambda λ du matériau. Cette valeur est donnée par la formule : R = e / λ.

Ainsi, pour un panneau isolant d’une épaisseur de 100 mm ayant un lambda 0,032 W/m.K, la résistance thermique R sera de : 0,1  / 0,032 = 3,13 m²K/W. Autre exemple, si l’on souhaite atteindre un R de 2,5 m2K/W on pourra :
. Soit utiliser un isolant d’épaisseur 100 mm dont le coefficient de conductivité thermique sera λ = 0,04 W/m.K.
. Soit recourir à un isolant d’épaisseur 75 mm ayant un lambda isolation λ = 0,03 W/m.K.

Calcul de l’épaisseur de l’isolant :

Si vous disposez des coefficients de conductivité et de résistance thermique, l’épaisseur de l’isolant se calcule facilement de la manière suivante :

R élevé ou lambda (λ), conditions nécessaires mais pas suffisantes pour faire un bon isolant

Le λ (lambda) ou le R ne suffisent pas à caractériser l’excellence technique de l’isolant. Pour être stable et durable l’isolant doit en effet être capable d’assurer la continuité de l’isolation et de l’étanchéité à l’air en toutes circonstances. Idéalement, l’isolant devra être en capacité de limiter les transferts de vapeur d’eau  et  donc d’humidité dans les 2 sens : de l’intérieur vers l’extérieur de l’habitat en hiver et inversement l’été.
Il sera alors protégé de tout risque de condensation interne, parvenant ainsi à maintenir son coefficient de conductivité thermique (λ) au plus bas.

BON A SAVOIR

Les performances des isolants sont habituellement mesurées en laboratoire, donc sans subir de contrainte climatique. Or la conductivité thermique (λ) mesurée ainsi est non seulement sensible à la température mais varie aussi en fonction des infiltrations d’air dans le matériau ou de la présence d’eau sous forme vapeur ou liquide.
Par exemple au plus fort de l’été, une température caniculaire supérieure à 40°C va générer une forte humidité en direction de la toiture. Dans ce cas, l’absence de pare vapeur entre l’isolant et la couverture du toit peut dégrader la conductivité thermique de l’isolant de plus de 15% !

Pour afficher une performance aussi « prometteuse » que celle déterminée en laboratoire, l’isolant après sa mise en œuvre dans un bâtiment, doit en effet être capable de résister à toutes les sollicitations climatiques sans que ses propriétés mécaniques et thermiques ne s’altèrent avec le temps.

Comment choisir un isolant réellement performant ?

Dans la « vie réelle » d’un bâtiment, le système d’isolation mis en œuvre doit pouvoir résister dans le temps aux effets des variations climatiques saisonnières, notamment des flux d’air et d’humidité circulant entre l’intérieur et l’extérieur de l’habitat. Les propriétés d’étanchéité de l’isolant, à l’air et à la vapeur d’eau, sont par conséquent essentielles pour :

  • Bénéficier durablement de ses qualités de résistance et de conductivité thermiques.
  • Eviter tout risque de condensation.
  • Profiter chez vous pleinement d’un confort thermique intérieur hiver comme été.

Dans ce domaine tous les isolants ne se valent pas, loin s’en faut. La plupart des isolants traditionnels revendiquent en effet des performances thermiques sur la base d’un coefficient R mesuré en laboratoire…

Or l’expérience en conditions réelles démontre généralement une dégradation avec le temps de leur propriétés thermiques, faute d’offrir une bonne et constante étanchéité selon les saisons.

Pour votre projet d’isolation, si vous recherchez une solution haute performance répondant à toutes ces contraintes, les isolants réflecteurs alvéolaires seront parfaitement indiqués.

Les isolants réflecteurs alvéolaires Actis en sont l’exemple :

  • Ils sont intrinsèquement étanches à l’air et à l’humidité, car dotés d’un film pare vapeur.
  • Ils offrent, contrairement aux isolants fibreux comme les laines minérales, une excellente tenue mécanique, ce qui fait qu’il ne se tassent pas dans le temps et préviennent tout risque de ponts thermiques.
  • Ils affichent une faible conductivité et donc une résistance thermique élevée avec une épaisseur limitée.
  • Enfin, les réflecteurs alvéolaires se révèlent des isolants sains et propres sur le plan environnemental car non irritant pour les poseurs, préservant la qualité de l’air intérieur, recyclables et bénéficiant d’un excellent bilan carbone.