resistance thermique et epaisseur d'isolant

[chatelot16]

bonjour

j'avais l'intension de poser cette question mais puisque je vient de l'aborder dans un autre sujet je prefere la poser ici de facon plus claire pour ne pas encombrer l'autre sujet
http://forums.futura-sciences.com/thread193668-2.html

on considere que la resistance thermique d'un materiaux est proportionnelle a l'epaisseur : c'est logique pour un materiaux massif ou un isolant etanche comme de la mousse polyurethane a cellule fermé

mais pour la laine de verre mon pifometre me dit que ca ne doit pas etre exact : ca n'est pas etanche et la convection n'y est pas exactement nulle : peut etre que quand on double l'epaisseur la resistance ne double pas et que le lambda que l'on connais n'est valable que pour une epaisseure moyenne

pratiquement cela voudrais dire que au dela d'une certaine epaisseur il serait bon de partager en plusieurs couche par un film plus ou moins etanche

le phenomene est peut etre plus important avec un isolant grossier comme la paille pas assez tassé : il suffirait de mettre un film tous les 5cm pour augmenter la resistance et ateindre le meme resultat que les autres

bien sur pour la laine de verre c'est peu etre a dela de 50cm d'epaisseur que le probleme se pose : donc sans importance pratique : mais dans d'autre conditions : isolation d'un reservoir a 150°C il est peut etre utile de partager en couches plus fines

une autre idée est que de la laine de verre moins dense aurait besoin d'etre partagé en couche plus fine que de la laine plus dense efficace jusqu'a une plus grande epaisseur

merci a ceux qui ont des idée sur le sujet
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[Philou67]

Je ne vois pas quelle type de convection peut intervenir à l'intérieur d'un isolant...
Je rappelle tout de même que la convection est un mode de transfert de la chaleur qui s'effectue par déplacement d'une fluide... (l'air dans notre cas). Quel espace est suffisamment grand dans un isolant comme la laine de verre pour permettre à l'air de se déplacer sous l'effet d'un gradient de température ?

[seboseb]

mais pour la laine de verre mon pifometre me dit que ca ne doit pas etre exact : ca n'est pas etanche et la convection n'y est pas exactement nulle : peut etre que quand on double l'epaisseur la resistance ne double pas et que le lambda que l'on connais n'est valable que pour une epaisseure moyenne

Salut,
L'humidité peut faire varier le lambda d'un isolant. Mais l'épaisseur, non, je ne vois pas comment. Comme Philou, je ne comprend pas quelle convection peut se mettre en œuvre dans un VRAI isolant. Bien entendu, la plupart des isolants emprisonnent de l'air, mais cette convection là est négligeable tellement les bulles sont petites. Et je ne vois pas en quoi l'épaisseur du matériau influerait sur ce paramètre.

[invite49abae58]

hello
faut surtout pas mettre de films étanches dans l'isolant! il y a un pare ou frein vapeur coté chaud c'est tout. Ensuite, ça risquerait de bloquer l'humidité dans l'isolant et alors bonjour le lambda qui se casse la gueule! plus besoin de s'inquièter pour l'épaisseur,ça isolera mal...
pour répondre à la question je dirais que la résistance thermique est surement proportionnelle à l'épaisseur en théorie
mais en pratique, on a vite fait d'avoir du tassage, des irrégularités, pas toujours la place etc.. ce qui fait que y'a un lambda résultant et qu'on peut faire avec.
Par contre je pense comme philou67 qu'il n'y a pas de convection dans l'isolant; déjà c'est conçu pour, et ensuite dans une lame d'air de double vitrage de 16 mm il y a très peu de convection, alors dans les bubulles de la LDV..

[A voir en vidéo sur Futura]

[Philou67]

Je commence à me demander si chatelot ne confond pas "convection" avec "étanchéité à l'air" ?
Dans le cas de laine de verre en rouleau étalées sur une plancher, avec pare-vapeur coté chaud, si le joint n'est pas étanche entre les lés :
- d'une part, le pare-vapeur n'est pas continu, ce qui fait que l'humidité cherchera à s'évacuer par ces interstices, et pour une laine minérale, c'est franchement pas l'idéal
- d'autre part, l'habitat n'est pas étanche à l'air, et par temps venteux, il est clair que des courants d'air extérieur peuvent entrer à l'intérieur.

Mettre plusieurs couches d'isolant, croisés ou non, je résoudras pas l'étanchéité à l'air et à la vapeur : seul un jointoiement soigné des lés d'isolant le permettra.

[chatelot16]

quand je prend de la laine de verre sans pare vapeur et que je soufle dedans avec la bouche ca passe a travers : donc la convection est possible : lente et negligable j'espere bien , sinon il faudrait prendre autre chose

mais comment expliquer que de la laine de verre plus dense est meilleur isolant : le verre est plus conducteur que l'air donc si l'air etait vraiment immobile c'est la laine la mois dense qui serait la meilleure

donc en atendant qu'on me donne une meilleure explication je suppose que que ce qui rend la laine de verre moins dense moins isolante est une petite convection

appel a un physicien pour une theorie complete

ce n'est pas que pour l'isolation dans les condition ordinaire mais aussi pour les temperature tres hautes ou tres basse que les approximation usuelles peuvent devenir completement fausse si on ne connais pas la theorie complete

[lemat]

quand je prend de la laine de verre sans pare vapeur et que je soufle dedans avec la bouche ca passe a travers : donc la convection est possible : lente et negligable j'espere bien , sinon il faudrait prendre autre chose

C'est le principe d'un isolant. L'air, comme tous les gaz léger possède une excellent résistance thermique car ses molécules sont distantes et "peu nombreuse" ce qui complique la transmission des calories par conducion mais ces molécules sont mobiles ce qui provoque de la convection, l'air n'est alors plus isolant.

mais comment expliquer que de la laine de verre plus dense est meilleur isolant : le verre est plus conducteur que l'air donc si l'air etait vraiment immobile c'est la laine la mois dense qui serait la meilleure

Dans la laine de verre peu dense, les cellules d'air sont effectivement plus grandes et donc le phénomène de convection dans la cellules plus important, et le R est alors moins bon.

avec une densité plus élevée la convection interne est plus négligeable car les cellules sont plus petite, mais il y a une limite, passée une certaine densité la matière solide prime et la conduction interne fait chuter le R. C'est la même chose avec les autres isolants en laine (cf laine de bois)

[Philou67]

En suivant le lien wikipedia sur la convection que j'ai donné plus haut, tu peux aller visiter les "cellules de Bernard" qui donnent des explications sur le fonctionnement de la convection. Tu peux y lire que le gradient de température doit être important ainsi que la surface du fluide pour que s'établisse un mouvement de convection. Or, dans un isolant, les cellules d'air sont très petites, et le gradient de température qui leur est appliqué est extrêmement faible (puisque le gradient de température global entre la paroi chaude et la paroi froide de l'isolant est réparti en toutes petites fractions autour des cellules d'air).

Maintenant, pourquoi dit-on qu'un isolant dense est meilleur qu'un isolant moins dense ? Et bien, en terme de résistance thermique pure, la différence est négligeable, mais elle est moins bonne avec un isolant plus dense, du fait que le matériau, support des bulles d'air, est en quantité plus importante, et que c'est lui le point faible de l'isolant (le pont thermique serais-je tenté de dire).
Ainsi, prenons une fibre de bois avec une densité de 55kg/m3 : elle aura un lambda fabricant de 0,038 W/(m.K). En densité 140kg/m3, il n'est plus que de 0,042 W/(m.K) et en densité de 240kg/m3, il descend à 0,047 W/(m.K).

Donc on trouve des performances très légèrement inférieures aux fortes densités, mais pour des variations de densité entre 55kg/m3 et 20kg/m3, on considère cette variation négligeable. En fait, lorsque l'on comprend que c'est l'air emprisonné dans un isolant qui lui confère son caractère isolant, on admet facilement que moins l'isolant est dense, plus il isole.

Non, en fait, les avantages notables que l'on trouve aux isolants denses sont :

• le moindre risque d'affaissement de l'isolant (notamment en mise en oeuvre verticale) : c'est ce que l'on appelle le tassement. Plus l'isolant est dense, plus sa rigidité le maintien en place
• l'autre avantage est quant à lui thermique : un isolant plus dense aura une capacité thermique volumique plus importante (voir aussi chaleur massique). Ceci présentera alors l'avantage de retarder la traversée du flux de chaleur dans l'isolant. Comme le lambda de l'isolant décide de la quantité de flux de chaleur, la chaleur massique décide de la vitesse de déplacement du flux. Plus le matériaux est dense, plus le flux est lent. Avec une bonne gestion de ce déphasage par rapport aux variations de température journalière en été, il est possible de limiter l'entrée de la chaleur dans l'habitat.

[chatelot16]

Dans la laine de verre peu dense, les cellules d'air sont effectivement plus grandes et donc le phénomène de convection dans la cellules plus important, et le R est alors moins bon.

expliquer la difference par la taille des cellules c'est pour pour de la mousse a cellules fermé

mais pour la laine de verre la dimension entres les fibres est visiblement plus faible que la taille des bulles d'une bonne mousse polyurethane : pourtant la laine de verre a un lambda moins bon : donc la micro convection entre les fibres ne me satisfait pas : si c'etais de la convection lente dans l'ensemble ca serais plus coherent

idem pour le polystyrene expansé ordinaire moins bon que la mousse polyurethane a cellule fermé , pourtant le polystyrene parait avoir des bulles plus fine , mais il est plus poreux

il faudra bien que je fasse le tour du sujet

ce que j'espere c'est que la performance de la laine de verre puisse etre augmenté par separation de plusieurs couche pour les temperatures elevés

[Philou67]

Selon moi, ce n'est pas la convection qui intervient dans la laine de verre, mais la conduction, due aux fibres de verre.

[lemat]

Oui pour expliquer qu'une laine plus dense est moins isolante, mais ce n'est pas le cas entre une LV à 40kg/m3 et une à 20 kg/m3. Par contre comme le dis Chatelot, la laine peu dense est plus perméable à l'air, commente est réalisé les essais de certification d'un isolant ?, un mouvement de "convection global" au travers de l'isolant peut-il être possible ?

En tout cas il faut bien étancher à l'air, chez moi le scotch semble décolé entre les lés et comme le plafond est en frisette ajustée à l'arrache, il y a des courant d'air genre passoir !

[Philou67]

Les procédés de test (utilisés entre autre par le CSTB) sont "boite chaude gardée" (ISO 8990) et plaque chaude gardée (EN 12664). Ces normes sont par contre payantes pour être visualisées. Mais on doit pouvoir trouver des explications sur le net, et probablement même au CSTB.