énigme à résoudre concernant l'épaisseur des isolants

[jopol]

Bonsoir,

Un artisan effectuant de l’isolation thermique par l’extérieur dans le bâtiment m’a fait cette réflexion : « Ce n’est pas parce qu’on multiplie par 2 l’épaisseur de l’isolant que la déperdition est divisée par deux . » j’ai le sentiment que ça pourrait être vrai et qu’il n’y a pas proportionnalité .Donc à une certaine épaisseur on ne doit plus gagner grand chose en pouvoir isolant. Est-ce la même chose en prenant en considération R ,la résistivité thermique.
Si les 5 premiers centimètres de l’isolant opposent déjà une résistance au passage de la chaleur, les 5 suivants opposent la même résistivité mais ils auront moins de calories à « freiner. »
Qui peut m’aider à expliciter cela .
Merci à tous
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[yves35]

bonsoir,

en effet la courbe qui relie l'épaisseur/pouvoir isolant doit etre logarithmique ou quelque chose comme ça

yves

[invite4d6d0420]

Bonsoir,

Si on regarde uniquement le mur de façon très localisée, la résistance thermique est presque proportionnelle à l'épaisseur d'isolant, c'est une fonction en ax + b avec une partie proportionnelle à l'épaisseur d'isolation, et une partie constante (image des résistances thermiques superficielles et des matériaux de construction forcément en place).

Mais en regardant sur un angle plus large, on se heurte à la présence des ponts thermiques ; et à principes constructifs équivalents plus un mur est isolé, plus les ponts thermiques (embrasures, raccords, etc.) sont importants.

Et je ne parle pas du bilan thermique global, impliquant le renouvellement d'air, le rendement du chauffage, etc. qui n'ont aucun lien de proportionnalité avec l'épaisseur d'isolation.

C'est en ce sens que ton artisan a raison.

Mais concernant l'isolation pure, les caractéristiques des matériaux, 20cm de laine perdent bien deux fois moins d'énergie au mètre carré que 10cm de laine. La courbe reliant épaisseur d'isolation et déperdition est donc en 1/x, et non logarithmique.

Je sais pas si j'ai répondu à ta question...

[herakles]

Ce n’est pas parce qu’on multiplie par 2 l’épaisseur de l’isolant que la déperdition est divisée par deux

l'artisan devait surement faire allusion aux autres postes déperditifs : par les vitrages , par le toit , par le renouvellement d'air , par le sol...

Autrement dit , on peut toujours mette 20cm d'un superisolant aux murs, les autres déperditions ne diminuent pas , et le bilan global des pertes est loin d'être divisé par 2.

edit : grillé par magicmimi

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4d6d0420]

Sans rancunes ?

T'as au moins eu le mérite d'avoir été plus concis que moi...

[cornychon]

Bonsoir,

Epaisseur optimale d’isolation

http://tpe.g-alt.fr/?page=eri

http://www.zolpan.fr/peintures/CMS/F..._thermique.pdf

[invite90bb2978]

Lors de mon isolation de toiture en liège expansé il y a quelques années je m'étais livré à une petite expérience. Avant de mettre le pare-vapeur j'avais enfoncé la sonde inox de mon thermomètre Testo de l'intérieur vers l'extérieur.

J'ai pris une mesure tous les centimètres. Il m'a semblé clair que c'est dans les premiers centimètres ( partant de l'extérieur ) que le facteur isolant est le plus fort. Ensuite le gain diminue au fur et à mesure de l'épaisseur jusqu'à devenir insignifiant ( ou perturbé par la t° intérieure ) quant on est proche de la surface intérieure.

En termes de rendement les premiers centimètres sont les plus efficaces.

[invite4d6d0420]

Il m'a semblé clair que c'est dans les premiers centimètres ( partant de l'extérieur ) que le facteur isolant est le plus fort.

Salut,

tu avais pris des notes de tes mesures ? Normalement le gradient de température est parfaitement linéaire au sein de l'isolant.

[invite90bb2978]

oui j'avais pris des notes et j'avais même posté les résultats dans le fil "isolation en liège". Je vais essayer de retrouver le passage.

[yves35]

bonsoir,

Mais concernant l'isolation pure, les caractéristiques des matériaux, 20cm de laine perdent bien deux fois moins d'énergie au mètre carré que 10cm de laine. La courbe reliant épaisseur d'isolation et déperdition est donc en 1/x, et non logarithmique.

non, les deux points de la courbe (pour 10 cm , et 20 cm) sont alignés, c'est exact . Mais deux points sont toujours alignés. Si on cherche ou est le point suivant (qui divise les pertes par 2) ce n'est pas 30 cm , mais 40 cm. Et le point suivant n'est pas 50 cm mais 80 cm.

Donc c'est une droite si on veut, mais dans un repère semi-logarithmique

yves

[jopol]

Bonsoir à tous,

Je pense que l’énigme est résolue grâce aux liens donnés par cornychon .
C’est d’autant plus pertinent que cet artisan m’a conseillé de limiter l’épaisseur de l’isolant extérieure à 6cm de laine de verre ce qui correspond justement à l’ERI ( Epaisseur raisonnable d’isolation ) C’est d’autant plus judicieux qu’avec cette épaisseur le dépassement de toiture est suffisant dans la plupart des cas donc pas d’intervention du couvreur d’où diminution du prix au m2 . Cela donne à réfléchir au vu de l’inflation à l’épaisseur qui court dans les foires .Je pense même que les recommandations officielles ne tiennent pas compte de l’ERI.
Merci à tous.

[yves35]

bonsoir,


Pour reprendre la conclusion d'un thermicien fameux (mais plus connu pour autre chose: pierre Dac.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Pierre_Dac

"la prévision est un art difficile, surtout quand elle concerne l'avenir"

Quelle était l'épaisseur d'isolation raisonnable en 1968 quand le pétrole valait 2 dollars le baril ? réponse zéro isolation.

Le lien donné par cornychon prétends donner une réponse scientifique en cherchant le point de sectionnement de deux courbes: l’atténuation des pertes en fonction de l'épaisseur et le coût de l'énergie(au passage la légende du graphique est inversé, le coût sur 10 ans n'est pas décroissant mais croissant et une isolation ne dure pas 10 ans mais plutôt 40 ans.

Donc ce qu'il convient de comparer c'est le coût cumulé des pertes sur 40 ans (voire plus) et le coût de votre isolation (a votre avis , combien vaudra de se chauffer dans 40 ans?.
Et de conclure.

votre poseur d'isolation n'a pas envie de s'enquiquiner en faisant une vrai isolation (et c'est vrai qu'en rénovation il y a du boulot pour bien faire)

Mais 6 cm... Pour une niche à chien à la rigueur.....ce sont les vendeurs d'énergie qui vont être contents

yves

[invite4d6d0420]

Je pense que c'est du grand n'importe quoi !! Les courbes fournies par le lien de Cornychon sont justes mais mal interprétées. Je m'explique :

Chaque point de la courbe correspond à l'importance des pertes pour une épaisseur totale d'isolant donnée, en tenant compte du mur, des ponts thermiques, des éléments annexes, etc. Elle ne représente absolument pas l'évolution de la température dans le mur !!!

Dire que ce sont les premiers cm qui isolent le plus c'est donc mal interpréter ces courbes. L'évolution de la température au sein de chaque couche de matériaux qui constituent un mur est strictement linéaire ! Le lien Zoplan le prouve : en doublant l'épaisseur, on double la résistance thermique spécifique de la couche en question (pas du mur).

Un exemple concret : prenons de la laine de verre toute simple avec un lambda classique de 0,035 W/mK.
- 2cm de laine de verre vont avoir puissance déperditive de U=0,035/0,02m= 1,75 W/m2K (rappel : U=1/R correspond à R = 0,57)
- 4 cm de laine perdront U=0,035/0,04m= 0,87 W/m2K
- 8 cm de laine perdront U=0,035/0,08m= 0,44 W/m2K

passer de 2 à 4 cm fait économiser 0,87 W/m2K

passer de 4 à 8cm fait économiser 0,43 W/m2K

C'est comme ça qu'il faut interpréter ces courbes. ajouter 10cm d'isolant quand on part de rien apporte un gros bénéfice. Ce bénéfice est plus subtile si on a déjà 20 cm d'isolant.

Quant à l'épaisseur idéale d'isolation, elle était effectivement de 6cm... dans les années 90. Aujourd'hui, au coût de l'énergie actuel, c'est plus 12-14cm. quand on rénove, c'est pour au moins 20 ans, il faut donc isoler en pensant à l'évolution probable du coût de l'énergie d'ici à 20 ans-30ans. Si d'ici là le prix double (à +3% pendant 20ans, le prix a doublé au bout de 20 ans) l'épaisseur idéale se situe plus autour des 20-25cm.

Le surcoût pour passer de 20 à 25cm n'est pas si flagrant, donc je ne vois pas pourquoi on se priverait de telles épaisseurs, tant que ça reste techniquement possible.

[invite4d6d0420]

edit : mon message précédent ne concerne pas le dernier message de Yves, il a répondu entre-temps

[inviteb53e2f2d]

Un exemple concret : prenons de la laine de verre toute simple avec un lambda classique de 0,035 W/mK.
- 2cm de laine de verre vont avoir puissance déperditive de U=0,035/0,02m= 1,75 W/m2K (rappel : U=1/R correspond à R = 0,57)
- 4 cm de laine perdront U=0,035/0,04m= 0,87 W/m2K
- 8 cm de laine perdront U=0,035/0,08m= 0,44 W/m2K

passer de 2 à 4 cm fait économiser 0,87 W/m2K

passer de 4 à 8cm fait économiser 0,43 W/m2K

Entièrement d'accord avec magicmimi, Les déperditions sont bien inversement proportionnelles à l'épaisseur d'isolant. Et la résistance thermique sera proportionnelle.

La courbe théorique aura donc une équation de la forme:

U=0.035/x

U = déperditions en watts par m² de surface et par degré d'écart
x = épaisseur d'isolant en mètres

D'accord aussi pour dire qu'aujourd'hui, à partir du moment où on engage des travaux, autant se rapprocher des normes en vigueur dans le neuf. D'ailleurs avec 6cm, adieu le crédit d'impôt.

[invite90bb2978]

bjr,

Ca y est j'ai retrouvé mon post sur les mesures de t° prises dans l'isolation en liège expansé:

http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post1699159

[florisound]

Je ne veux pas critiquer tes mesures riri mais dans un isolant homogène la différence de température entre la parois froide et chaude répond a une droite.
Si tu mesure une exponentiel c’est que le système n’est pas stabilisé.

La mesure doit être fait en régime établit pour s’affranchir des déphasages… donc dans le réel c’est dur .
De plus la sonde de mesure devrait être piqué sur la tranche et non a l’aplomb de l’isolant.car celle-ci dissipe un peu de chaleur par sa propre conduction vers le cote intérieur .

En imaginant une sphère calorifugé : si on double l’épaisseur de l’isolation on réduit d’un facteur 2 les pertes…et la différence de température dans l’isolant est linéaire après déphasage bien sur. ..

[invite90bb2978]

Ces mesures n'avaient certes pas de vocation scientifique. Ceci dit je les refaites le même jour et à des endroits différents et j'ai obtenu les mêmes résultats. J'ai donc pensé qu'il y avait la matière à réfléchir.

N'a t-on pas trop tendance à se reposer sur des belles études, pour la plupart financées directement ou indirectement par ceux la même qui veulent nous vendre leur produit?

Par exemple, je me demande depuis cette "expérience", si un panachage des isolants ne serait pas plus performant. D'abord un isolant dense pour couper le gros de la migration du froid ( chaleur ) ensuite un isolant moins dense mais plus épais.

[invite4d6d0420]

Merci à Kro et Riri d'être intervenus, je me sens moins seul...

N'a t-on pas trop tendance à se reposer sur des belles études, pour la plupart financées directement ou indirectement par ceux la même qui veulent nous vendre leur produit?

Ce ne sont pas des belles études financées par des compagnies, c'est de la physique pure, si tu veux remettre en cause toutes les études faites de Newton à Einstein libre à toi. Mais de mémoire je ne crois pas qu'ils avaient des isolant à vendre.

Le plus probable, c'est que les conditions dans lesquelles ont été réalisées tes mesures sont bancales (déphasage, problème de sondes, etc)

Par exemple, je me demande depuis cette "expérience", si un panachage des isolants ne serait pas plus performant. D'abord un isolant dense pour couper le gros de la migration du froid ( chaleur ) ensuite un isolant moins dense mais plus épais.

Même si ta théorie était vraie, ce serai plutôt l'inverse qu'il faudrait faire, pour un même matériau, plus les isolants sont denses, moins ils isolent.

[invite90bb2978]

Problème de sondes chez Testo??? Ca m'étonnerait, d'autant que le thermomètre est calibré chaque année.

[invite4d6d0420]

J'entendais par là "utilisation de la sonde", mesure pas au bon endroit, pas dans de bonnes conditions, etc.

[yves35]

bonsoir,

riri, j'ai regardé tes mesures et je pense que ce qu'elles reflètent, c'est le déphasage de l'onde de chaleur. Il est possible que des mesures prises la nuit montreraient un coeur plus chaud et les bords intérieur et extérieur plus froid que le coeur.

je m'incline, la courbe pouvoir isolant /épaisseur est droite, c'est dit dans la formule, que ce soit le R ou le U . pourquoi j'ai eu l'impression de voir quelque chose de tordu? peur être parce que j'ai raisonné sur le travail de chaque centimetre d'isolant. Le premier centimètre est le plus productif , le second un peu moins etc..... Un centimètre d'isolant pris au milieu bénéficie du travail des précédents cumulé et est de moins en moins productif.

Une autre approche de l'épaisseur optimal est présenté par Oliva et varie , non pas avec l'épaisseur/lambda d e l'isolant mais avec son contenu en énergie grise (pages 34 et 35 de "l'isolation thermique écologique"dernière édition). Pour les isolants les plus énergivore il existe un plafond d'épaisseur raisonnable au dela duquel le bénéfice s'inverse : le dernier centimètre consomme plus d'énergie a être produit que ce qu'il rapportera en économie.

yves