L’isolation des parois est au cœur de la stratégie de rénovation énergétique actuelle. Et pour savoir si un matériau isolant est efficace de ce point de vue, il faut connaître sa résistance thermique. Mais au juste, qu’est-ce que cela signifie et surtout, comment calculer la résistance thermique simplement ? Voyons cela pas à pas.

Définition de la résistance thermique

Imaginez-vous en hiver. -10°C à l’extérieur un soir enneigé, les flocons qui dansent dans la nuit 🌙.
De l’autre côté des parois d’un immeuble, des occupants vivent à 19°C, insoumis aux affres du froid extérieur depuis l’invention des chauffages au 19è siècle.

Mais le vivant déteste le déséquilibre. Cette différence de température entre l’intérieur et l’extérieur, formant un gradient de température en terme scientifique, ne lui plaît pas.
Et ce gradient, c’est la force au service du vivant qui va entraîner le mouvement du chaud vers le froid pour rétablir l’équilibre, et satisfaire ainsi le besoin d’homogénéité du vivant.

Et ce mouvement du + vers le – n’est pas étonnant.
Pensez au sommet d’une montagne (Figure 1). Le rocher 🪨 perché en haute altitude sera spontanément attiré vers le point d’altitude le plus bas. Le + vers le -.
Il en est de même pour les ions répartis de part et d’autre de la membrane d’un neurone, dont le mouvement se fera toujours de l’endroit où la concentration est la plus forte vers l’endroit où la concentration est la moins forte. Le + vers le -.
Ou vous pouvez encore penser à l’électricité où le sens des électrons va du + vers le -.

La thermie n’échappe pas à cette règle : la chaleur 🔥 de l’habitat (le +) va se mettre en mouvement pour traverser les parois dans le but de rejoindre la folle danse des flocons ❄️ (le -), trop attirante qu’elle est (Figure 2). Et ce mouvement entraîne ce qu’on appelle une déperdition thermique. C’est le fait que la chaleur s’échappe du logement chauffé.

Le rôle de l’isolant, c’est précisément de résister au mouvement de cette chaleur vers l’extérieur pour la garder au maximum à l’intérieur (et permettre ainsi aux occupants de continuer à vivre dans un habitat douillé). Autrement dit, il doit limiter sa capacité à transmettre la chaleur et garder un maximum d’énergie à l’intérieur. Bien sûr, quelque soit l’isolant, il ne pourra jamais complètement empêcher cette fuite de chaleur, il ne pourra que la minimiser en y résistant plus ou moins bien.

Cette capacité de l’isolant à résister à la fuite de chaleur est quantifiée par sa résistance thermique. C’est un nombre : plus il est grand, plus grande est la résistance, donc mieux c’est 👍. Et cette résistance n’est pas la même pour tous les isolants. Elle diffère selon leurs origines et leurs natures, comme nous le décrivons dans cet article qui répertorie de nombreux isolants du marché et les compare en fonction de nombreux paramètres.

Voyons maintenant comment l’on calcule la résistance thermique d’un isolant dans la vie de tous les jours (activité quotidienne tout à fait basique n’est-ce pas ?)

Comment calculer la résistance thermique ?

Sautons à deux pieds dedans, gaiement et innocemment 👨‍🔬. Et expliquons comment calculer la résistance thermique.

Mathématiquement, la résistance thermique, qu’on note R, c’est ça (je te tiens la main, promis, ça va bien se passer) :

On voit que la résistance thermique d’un isolant dépend donc de deux choses :

• son épaisseur (en mètres)
• son λ (en W/mK).

Mais kesako ce λ chef ?
Le λ, c’est la conductivité thermique de l’isolant. Elle renseigne à quel point l’isolant conduit facilement ou non la chaleur 🔥, là où la résistance désigne à l’inverse sa capacité à y résister (d’où le fait que le R et le λ soient inversement proportionnels dans l’équation. T’as capté ?).

Dans le cas du λ, plus il est petit, mieux c’est (puisqu’on veut que l’isolant conduise le moins possible la chaleur pour qu’elle reste dans l’habitat douillé, n’est-ce pas ?). C’est une valeur intrinsèque propre à chaque isolant qui se trouve nécessairement sur la fiche produit des fabricants.

Et chacun a le sien, pas de jaloux (Figure 4). Par exemple, la laine de verre 🍷 a un λ=0,032 W/(m.K), différent de celui de la laine de bois qui a un λ=0,036 W/(m.K). Celui de la laine de verre est plus petit, ce qui nous permet de conclure qu’elle conduira moins fortement la chaleur et sera à priori plus efficace pour limiter les déperditions thermiques l’hiver.

Mais revenons à nos moutons 🐑 : comment calculer la résistance thermique de l’isolant à partir de sa conductivité thermique ? Très simple. En utilisant la formule ci-dessus et en respectant bien les bonnes unités.

Par exemple, pour connaître la résistance thermique de 10 centimètres (= 0,1 mètre) de laine de bois, nous calculerons

Pourquoi ne pas s’arrêter à la seule résistance thermique ?

Si la résistance thermique est un critère essentiel pour juger la performance d’un isolant, ce n’est pas le seul. Un matériau doit aussi être évalué selon :

• son déphasage thermique (capacité à ralentir la chaleur en été),
• sa diffusivité et son effusivité,
• son impact environnemental,
• son prix,
• sa durabilité,
• etc.

Un isolant avec un excellent R, donc avec un excellent pouvoir isolant, peut donc être moins intéressant qu’un autre si l’on prend en compte l’ensemble de ces paramètres.

De plus, il est essentiel de garder en tête que la résistance thermique est l’un des très nombreux paramètres qui déterminera le confort thermique au sein d’un logement, parmi lesquels se trouve la ventilation, l’étanchéité à l’air, l’émissivité des matériaux ainsi que le chaleur spécifique, le phonique, etc. Nous détaillons ces paramètres dans un article annexe.

En résumé, savoir comment calculer la résistance thermique est une étape clé pour choisir son isolant. Mais pour une rénovation vraiment performante et durable, il est crucial d’élargir la réflexion à d’autres critères.

👉 Et si vous désirez que l’on prenne part à cette réflexion avec vous, n’hésitez pas à nous contacter.