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Comprendre le Lambda : Unité de conductivité thermique des matériaux

Auteur : NdK

Le 18/03/24

Lectures : 1 001

      Un projet d'isolation? Voici ce qu'il faut savoir et comment calculez l'épaisseur d'isolant et choisir le bon isolant pour le confort thermique des combles ou extension

Un projet d'isolation de combles, grenier, cave, garage, couloir, chambre, salon, séjour mais vous ne savez pas quel matériaux isolant choisir ?

Il faut dire que le choix est cornélien entre une isolation laine de verre, laine de bois, cellulose, polystyrène, carreaux de platre, hydrofuge. En effet, chaque matériaux aura des propriétés isolantes différentes avec les avantages et inconvénients propres.
Ajoutez à cela, la variation des types de solutions comme panneaux, rouleaux, laines et autres techniques de mises en oeuvre comme par enduit ou doublage.
Voici les principes simples pour s'y retrouver pour comprendre le Lambda, choisir les bons matériaux et et calculer l'épaisseur à mettre en oeuvre.
En réalité ces notions simples rencontrent la complexité de la réalité. En poursuivant la lecture de cet article vous trouverez les notions de base et avancées pour comprendre les limites et perspectives pour trouver les solutions de confort thermique, acoustique tout en préservant le bâti et vos finances.

Le principe simple en isolation

Pour isoler un mur ou un toit, il est possible de jouer sur deux paramètres : l'épaisseur et le pouvoir isolant du matériaux.

Qu'est ce que le Lambda (λ)

Le Lambda (λ) exprime la capacité d'un matériau à transmettre la chaleur. Il est présenté comme indice de performance d'un isolant quelque soit son épaisseur.

Il se mesure pour surface de 1 m² est de 1 m d’épaisseur. L'unité est Lambda sec à 10°C en W/m.K (λ)*

Par abus, cet indicateur est utilisé pour calculer le pouvoir isolant d'un matériau.

Calculer la Résistance Thermique (R)

Avec l'épaisseur et le Lambda, il est possible de calculer la Résistance thermique (R enm².K/W).
La formule est la suivante : R = e / λ.

Le principe général est que plus la valeur de la conductivité thermique (λ) est faible, plus l'isolant sera performant.
Chaque matériaux aura besoin d'une épaisseur différente pour obtenir une performance d'isolation identique.
Entre un isolant au Lambda élevé et au Lambda faible, celui au Lambda faible aura besoin d'une épaisseur inférieure pour des performances comparables.

Isolant thermique : Calculer le lambda, l'épaisseur et le coefficient d'isolation


Exemple de Lambda de matériaux isolants

MatériauLambda sec à 10°C en W/m.K (λ)*
Fibre de boisλ = 0.036 à 0.047
Laine de chanvreλ = 0.039 à 0.044
Laine de linλ = 0.037 à 0.042
Laine de moutonλ = 0.039 à 0.042
Laine de rochλ = 0.034 à 0.047
Laine de verreλ = 0.030 à 0.046
Ouate de celluloseλ = 0.038 à 0.044
Polystyrène (PSE)λ = 0.030 à 0.038
Polystyrène (XPS)λ = 0.029 à 0.036
Polyuréthaneλ = 0.021 à 0.028
Produits minces réfléchissantsVariable
Textiles recyclésλ = 0.037 à 0.039
Verre cellulaireλ = 0.036 à 0.050

*Lambda fournir par l'Association pour la CERtification des Matériaux Isolants

(www.acermi.com) lorsque l'isolant cité est certifié. La certification ACERMI garantit la fiabilité des performances et caractéristiques déclarées dans le temps.

Le Lambda, pas si fiable en pratique

Bien qu'utilisé dans le Diagonstic de Performances Energétiques (DPE) pour évaluer l'isolation, leLambda est un indice conçu pour contrôler les fuites de chaleur, donc mesurer un réflecteur. Or il est utilisé pour dimensionner les matériaux d'isolants.

En réalité concrète de la vraie vie, à l'exception du verre cellulaire, le Lambda est trop instable. Il dépend du sens des fibres (privilégier non déformables issues d'isolants d'origine minérales),de l'évolution dans le temps (les fibres se brisent) et de la montée en température au delà de 23°C, il devient instable et en perte de continuité dès 27°C. Dans le bâtiment, on y est vite !

Les experts considèrent que 75% du résultat dépend de la qualité de la pose Llutte contre les ponts thermiques, éviter les vides, respecter les DTA (Document Technique d’Application). 25% sur le choix de l'isolant.

Si vous souhaitez isolez le toit en évitant les ponts thermiques je vous recommande vivement la technique du sarking dont voici la présentation et ce qu'il faut savoir sur le sujet.
Le toit est un élément incontournable pour un gain de confort thermique : être mieux isolé en été permet de pour couper son logement de la chaleur. Etre mieux isolé en hiver permet de lutter efficacement contre les déperditions de chaleur. Comme la chaleur monte, une part importante des pertes s'effectue par le toit. D'ailleurs voici en complément un article complet sur le déphasage thermique en construction et comment tenir compte de cet indice dans le choix des matériaux isolants.

Confort thermique et isolation : Une problématique complexe

Le confort thermique n'est pas qu'une histoire d'isolant

Plus il y aura de sentiment d'inconfort, plus il faudra proportionnellement dépenser d'énergie pour chauffer son bâtiment. Or l'objectif est justement de limiter la dépense d'énergie.

Humidité de l'air

Le confort thermique est une notion plus large qui prend en compte le ressenti du corps. L'isolation n'est plus qu'un paramètre parmi d'autres.
En construction, on peut lutter contre le feu, mais pas contre l'eau. L'humidité dans l'air est une composante incontournable. Le confort hygrométrique idéal est situé autour de 55% et la sensation d'inconfort apparait vers 65%. Votre bâtiment, votre enduit, votre circulation d'air entrent aussi en compte.

Stabilité de l'air

Le confort thermique est aussi une question de stabilité de l'air. Par stabilité de l'air, il est question detempérature uniforme, sans variation rapide. La question de l'étanchéité au vent est la priorité absolue pour l'approche performance et confort thermique.
Le choix de solutions de chauffage et de ventilation auront un impact sur ce critère de confort.

Santé des bâtis anciens

Il y aurait beaucoup à dire sur les constructions de maisons anciennes, les techniques et matériaux utilisés par les anciens, les bonnes et mauvaises pratiques pour la rénovation mais le sujet est vaste et très complexe. Ce serait ouvrir la boite de pandore que de vouloir en l'ouvrir ici.
Voici des notions avancées qui permettront de vous approprier les sujets relatifs à la rénovation permettant d'éviter de dégrader le bien ancien.

Considérations pour le choix des matériaux isolants

Selon si l'isolation se fait par l'intérieur ou isolation par l'extérieur l'intérêt ne sera pas le même (profiter des échanges par infra-rouges ou de l'intertie de la masse des murs).
Les notions sous-jacantes qu'il faut introduire pour bien choisir ses matériaux sont :

Ladiffusivité>

La surface captée freine le transfert l'énergie de chaleur vers la surface de l'autre côté.

L'effusivité

Arrêt des infrarouge, pas de conservation de l'énergie, elle est renvoyée.

Laperspirance

Capacité d'un matériau à laisser passer la vapeur d'eau. La notion de l'eau et vapeur d'eau est essentielle dans les bâtis anciens (fuites, capillarité, maison sans VMC, oxydation des ferraillages dans béton, etc.)

Chaleur, densité

Les matériaux ont leurs propres chaleurs et densité. L'idéal sera de privilégier ceux apportant une bonne effusivité et diffusivité. Il se trouve qu'au regard de ces critères les isolants d'origine minérales denses comme le béton et le verre sont peu intéressants, leurs variantes isolants minéral faible densité sera légèrement plus mais pas autant que les matériaux d'origine végétale comme la paille, le bois et le coton.

Avec leurs chaleur spécifique et densité propre, les matériaux isolants d'origine végétale fournissent les meilleures performances d'isolation en terme de diffusivité et d'effusivité.

A l'extérieur, il sera possible d'appliquer un enduit lourd correcteur d'effusivité à base d'enduit terre, sable, chaux (locale est durable) contribuant à la qualité de l'air intérieur.
A l'intérieur, il sera possible d'améliorer son confort thermique avec un enduit correcteur intérieur à la chaux aérienne d'une épaisseur de 5 cm.

Dimensionner son projet

Ubakus est un outil en ligne gratuit, un calculateur qui permet de faire des simulations et de comparer les matériaux pour trouver quelle épaisseur sera nécessaire pour atteindre le coefficient de performance thermique souhaité ou quel résistance thermique avec une épaisseur donnée, estimer le volume donc le prix de revient des matériaux isolants hors mise en oeuvre.

Les artisans n'ont pas le droit de délivrer des devis pour isolation d'habitations avec un Coefficient d'isolation sous toiture R inférieur à 6. Privilégier un Coefficient d'isolation d'au moins 7 à 8 m².K/W si la place le permet.

Le gouvernement définit d'autres coefficients :

  • Plancher bas : R ≥ 3 m² K/W ;
  • Murs : R ≥ 3,7 m² K/W ;
  • Toiture-terrasse : R ≥ 4,5 m² K/W ;
  • Plancher de combles perdus : R ≥ 7 m² K/W ;
  • Rampants de toiture et plafonds de combles : R ≥ 6 m² K/W.

Privilégier la pose par un artisan RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) afin de bénéficier d'aides dont le Certificats d’économies d’énergie (CEE) et le crédit d’impôt transition énergétique (CITE).

Conclusion

L'isolant parfait n'existe pas mais certains seront plus adaptés. Pour votre projet d'habitation, il faudra bien entendu privilégier des matériaux avec bon Lambda, à base de matériaux d'origine végétale biosourcée de préférence.

La laine de bois en panneaux est la star puisqu'elle a un apport thermique et acoustique. "Ecologique", elle laisse circuler la vapeur.

Le Lambda va avoir une incidence sur la densité en oeuvre, la perte de place, le prix.

Certains choisissent un lambda inférieur au bénéfice du prix de revient et au détriment de l'épaisseur. C'est un calcul qu'il vous revient de faire en fonction de nombreux paramètres dont la place disponible.

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