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Calcul du coefficient de transmission surfacique

Exercice : Calcul du Coefficient de Transmission Surfacique (Up)

Calcul du Coefficient de Transmission Surfacique (Up)

Contexte : La performance thermique de l'enveloppe du bâtiment.

L'un des piliers de la conception de bâtiments à haute efficacité énergétique est la minimisation des pertes de chaleur à travers son enveloppe (murs, toiture, sol). Le coefficient de transmission surfacique UExprime la quantité de chaleur qui traverse 1m² d'une paroi pour une différence de température de 1 Kelvin (ou 1°C) entre l'intérieur et l'extérieur. Plus U est faible, plus la paroi est isolante., souvent noté U pour une paroi, est l'indicateur clé pour quantifier cette performance. Il représente la capacité d'une paroi à laisser passer la chaleur. Cet exercice vous guidera pas à pas pour calculer ce coefficient pour un mur extérieur composite.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à décomposer une paroi complexe en couches simples, à calculer la résistance thermique de chaque couche, et à agréger ces résistances pour déterminer la performance globale du mur. C'est une compétence fondamentale pour tout technicien ou ingénieur en thermique du bâtiment.

Objectifs Pédagogiques

  • Comprendre la relation entre la conductivité, l'épaisseur et la résistance thermique.
  • Calculer la résistance thermique (R) d'une couche de matériau homogène.
  • Calculer la résistance thermique totale (\(R_{\text{total}}\)) d'une paroi multi-couches.
  • Déterminer le coefficient de transmission surfacique (\(U_{\text{p}}\)) à partir de la résistance totale.

Données de l'étude

On étudie un mur extérieur d'une maison individuelle située en climat tempéré. Le mur est constitué de plusieurs couches, de l'intérieur vers l'extérieur. On cherche à évaluer sa performance thermique en calculant son coefficient \(U_{\text{p}}\).

Composition du mur (de l'intérieur vers l'extérieur)
Plâtre Isolant (Laine de verre) Bloc Béton Enduit Ext. 1.3 cm 14 cm 20 cm 2 cm INT EXT
Paramètre Description Symbole Valeur Unité
Épaisseur Plaque de plâtre Couche de finition intérieure \(e_1\) 0.013 m
Épaisseur Laine de verre Isolant thermique principal \(e_2\) 0.140 m
Épaisseur Bloc béton Structure porteuse du mur \(e_3\) 0.200 m
Épaisseur Enduit extérieur Protection et finition extérieure \(e_4\) 0.020 m
Conductivité Plaque de plâtre Capacité du plâtre à conduire la chaleur \(\lambda_1\) 0.25 W/(m·K)
Conductivité Laine de verre Capacité de l'isolant à conduire la chaleur \(\lambda_2\) 0.035 W/(m·K)
Conductivité Bloc béton Capacité du béton à conduire la chaleur \(\lambda_3\) 1.15 W/(m·K)
Conductivité Enduit extérieur Capacité de l'enduit à conduire la chaleur \(\lambda_4\) 0.80 W/(m·K)
Résistance surfacique interne Résistance à l'échange thermique côté intérieur \(R_{\text{si}}\) 0.13 m²·K/W
Résistance surfacique externe Résistance à l'échange thermique côté extérieur \(R_{\text{se}}\) 0.04 m²·K/W

Questions à traiter

  1. Calculer la résistance thermique \(R_2\) de la couche de laine de verre.
  2. Calculer la résistance thermique \(R_3\) de la couche de bloc béton.
  3. Calculer la résistance thermique totale \(R_{\text{total}}\) de la paroi.
  4. En déduire le coefficient de transmission surfacique \(U_{\text{p}}\) du mur.
  5. Le mur est-il conforme à la réglementation RE2020 qui impose un \(U_{\text{p}} \le 0.25 \text{ W/(m²·K)}\) pour ce type de paroi ?

Les bases de la Thermique des Parois

Pour évaluer l'isolation d'une paroi, on s'intéresse à sa capacité à résister au passage de la chaleur. Cette capacité est quantifiée par sa résistance thermique totale, qui est la somme des résistances de chaque couche qui la compose.

1. Résistance Thermique d'une couche (R)
La résistance thermique d'un matériau dépend de son épaisseur (e) et de sa conductivité thermique (λ). Un matériau est d'autant plus isolant que son épaisseur est grande et que sa conductivité est faible. \[ R = \frac{e}{\lambda} \] Où R est en \( \text{m²·K/W} \), e en mètres (m) et λ en \( \text{W/(m·K)} \).

2. Coefficient de Transmission Surfacique (U)
Le coefficient U est simplement l'inverse de la résistance thermique totale de la paroi. Cette résistance totale inclut les résistances de chaque matériau ainsi que les résistances d'échange en surface (côté intérieur et extérieur). \[ U_{\text{p}} = \frac{1}{R_{\text{total}}} \] \[\text{avec} \quad R_{\text{total}} = R_{\text{si}} + \sum R_{\text{couches}} + R_{\text{se}} \] Où U est en \( \text{W/(m²·K)} \).

Correction : Calcul du Coefficient de Transmission Surfacique (Up)

Question 1 : Calculer la résistance thermique \(R_2\) de la couche de laine de verre.

Principe

La chaleur se propage à travers les matériaux. La résistance thermique (R) mesure la capacité d'un matériau à s'opposer à ce flux de chaleur. Pour la laine de verre, qui est l'isolant principal, cette résistance doit être la plus élevée possible pour limiter les déperditions.

Mini-Cours

La résistance thermique d'une couche est directement proportionnelle à son épaisseur (plus c'est épais, plus ça résiste) et inversement proportionnelle à sa conductivité thermique λ (plus le matériau conduit la chaleur, moins il y résiste). La conductivité λ est une caractéristique propre à chaque matériau.

Remarque Pédagogique

Pour bien visualiser, imaginez que le flux de chaleur est de l'eau qui essaie de passer à travers une éponge. L'épaisseur de l'éponge est 'e', et sa capacité à laisser passer l'eau est 'λ'. Une éponge très épaisse (grand 'e') et peu perméable (petit 'λ') offrira une grande résistance au passage de l'eau.

Normes

Le calcul de la résistance thermique des matériaux de construction est encadré par la norme NF EN ISO 6946. Cette norme définit les méthodes de calcul pour les parois opaques des bâtiments.

Formule(s)

L'outil mathématique pour cette question est la formule de la résistance thermique pour une couche homogène :

\[ R = \frac{e}{\lambda} \]
Hypothèses

Pour ce calcul, on suppose que la couche de laine de verre est homogène, d'épaisseur constante, et que le transfert de chaleur se fait de manière unidirectionnelle, perpendiculairement à la paroi.

Donnée(s)

On extrait du tableau de l'énoncé les valeurs nécessaires pour la laine de verre :

ParamètreSymboleValeurUnité
Épaisseur Laine de verre\(e_2\)0.140m
Conductivité Laine de verre\(\lambda_2\)0.035W/(m·K)
Astuces

Vérifiez toujours la cohérence des unités avant de calculer. Ici, l'épaisseur est en mètres (m) et la conductivité en W/(m·K). Le 'm' au numérateur de l'épaisseur va simplifier un des 'm' du dénominateur de la conductivité, laissant des m²·K/W, ce qui est bien l'unité d'une résistance thermique.

Schéma (Avant les calculs)
Focus sur la couche d'isolant
e2 = 0.140 mλ2 = 0.035 W/(m·K)
Calcul(s)

On applique la formule en remplaçant les symboles par leurs valeurs numériques :

\[ \begin{aligned} R_2 &= \frac{e_2}{\lambda_2} \\ &= \frac{0.140}{0.035} \\ &= 4.0 \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)

Pas de schéma pertinent après ce calcul simple.

Réflexions

Une résistance de 4.0 m²·K/W est une valeur élevée, ce qui est attendu pour un isolant performant dans une construction moderne. Cette seule couche contribue très majoritairement à l'isolation totale du mur.

Points de vigilance

L'erreur la plus commune est une erreur d'unité. Si l'épaisseur avait été donnée en centimètres (cm), il aurait été impératif de la convertir en mètres avant le calcul, sinon le résultat aurait été faux d'un facteur 100.

Points à retenir

Pour maîtriser cette question, retenez :

  • La formule \(R = e / \lambda\).
  • Le rôle de chaque terme : R (résistance), e (épaisseur), λ (conductivité).
  • Plus R est grand, plus c'est isolant.

Le saviez-vous ?

La conductivité thermique de l'air immobile est d'environ 0.025 W/(m·K). C'est l'air emprisonné dans les fibres de la laine de verre qui lui confère son excellent pouvoir isolant. Les isolants ne sont en fait que des matériaux qui piègent l'air de manière efficace !

FAQ

Il est normal d'avoir des questions.

Pourquoi l'unité de λ est W/(m·K) ?

Cela signifie "Watt par mètre-Kelvin". C'est la quantité d'énergie (en Watts) qui traverse un cube de 1m de côté du matériau, lorsque la différence de température entre deux faces opposées est de 1 Kelvin (ou 1°C).

Résultat Final
La résistance thermique de la couche de laine de verre est de \(R_2 = 4.0 \text{ m²·K/W}\).
A vous de jouer

Quelle serait la résistance thermique si l'on utilisait un isolant de 20 cm (0.20 m) d'épaisseur avec le même λ ?

Question 2 : Calculer la résistance thermique \(R_3\) de la couche de bloc béton.

Principe

Tout comme l'isolant, le bloc de béton a une résistance thermique. Cependant, son rôle principal est structurel. On s'attend à ce que sa résistance soit beaucoup plus faible que celle de la laine de verre, car c'est un matériau dense et plus conducteur.

Mini-Cours

Les matériaux de structure (béton, brique, pierre) ont généralement une conductivité thermique (λ) bien plus élevée que les isolants. Par conséquent, même pour une épaisseur importante, leur contribution à l'isolation globale (leur résistance R) reste modeste.

Remarque Pédagogique

Comparer la résistance de l'isolant à celle du béton permet de comprendre pourquoi on ne peut pas se contenter des murs porteurs pour isoler une maison. L'isolation est une fonction qui doit être assurée par un matériau dédié.

Normes

La méthode de calcul reste celle de la norme NF EN ISO 6946. Les valeurs de conductivité thermique pour les matériaux courants comme le béton sont également données dans des documents normatifs ou des Avis Techniques.

Formule(s)

La formule est identique à la question précédente :

\[ R = \frac{e}{\lambda} \]
Hypothèses

On suppose que le bloc béton est plein et homogène. Dans la réalité, les blocs peuvent avoir des alvéoles qui modifient légèrement leur conductivité thermique moyenne.

Donnée(s)

On extrait les données pour le bloc béton :

ParamètreSymboleValeurUnité
Épaisseur Bloc béton\(e_3\)0.200m
Conductivité Bloc béton\(\lambda_3\)1.15W/(m·K)
Astuces

Le λ du béton (1.15) est environ 30 fois plus grand que celui de la laine de verre (0.035). On peut donc s'attendre, à épaisseur comparable, à une résistance environ 30 fois plus faible.

Schéma (Avant les calculs)
Focus sur la couche structurelle
e3 = 0.200 mλ3 = 1.15 W/(m·K)
Calcul(s)

Application numérique :

\[ \begin{aligned} R_3 &= \frac{e_3}{\lambda_3} \\ &= \frac{0.200}{1.15} \\ &\approx 0.1739 \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)

Pas de schéma pertinent après ce calcul.

Réflexions

Le résultat de 0.174 m²·K/W est très faible comparé aux 4.0 m²·K/W de l'isolant. Cela confirme que le béton, bien que 40% plus épais que l'isolant dans cet exemple, isole plus de 20 fois moins bien.

Points de vigilance

Ne soyez pas surpris par une valeur de résistance faible pour un matériau épais. La conductivité (λ) a un impact beaucoup plus fort que l'épaisseur (e) dans la plupart des cas.

Points à retenir

Ce qu'il faut retenir, c'est que tous les matériaux ont une résistance thermique, mais que l'ordre de grandeur est radicalement différent entre un isolant et un matériau de structure.

Le saviez-vous ?

Il existe des bétons dits "légers" ou "cellulaires" qui intègrent des bulles d'air dans leur structure. Leur conductivité thermique peut descendre jusqu'à 0.1 W/(m·K), leur conférant un pouvoir isolant bien meilleur que le béton traditionnel, tout en conservant une fonction structurelle.

FAQ

Il est normal d'avoir des questions.

Est-ce que 20 cm de béton n'isole "rien" ?

Non, il isole un peu (R > 0), mais sa contribution est marginale par rapport à un vrai isolant. Chaque couche compte, mais certaines comptent beaucoup plus que d'autres.

Résultat Final
La résistance thermique de la couche de bloc béton est d'environ \(R_3 = 0.174 \text{ m²·K/W}\).
A vous de jouer

Quelle serait la résistance de ce mur si on utilisait du béton cellulaire avec un λ de 0.15 W/(m·K) ?

Question 3 : Calculer la résistance thermique totale \(R_{\text{total}}\) de la paroi.

Principe

Le flux de chaleur doit traverser toutes les couches de la paroi en série. Physiquement, les résistances de chaque couche s'additionnent pour former une résistance globale. On doit aussi prendre en compte la difficulté pour la chaleur d'être échangée entre l'air et la surface du mur (à l'intérieur et à l'extérieur).

Mini-Cours

La résistance totale, notée \(R_{\text{total}}\) ou \(R_{T}\), est la somme des résistances thermiques de toutes les couches de matériaux (\(\sum R_{i}\)) et des résistances thermiques d'échange surfacique interne (\(R_{\text{si}}\)) et externe (\(R_{\text{se}}\)). Ces résistances surfaciques modélisent les phénomènes de convection et de rayonnement à la surface de la paroi.

Remarque Pédagogique

Pensez à un circuit électrique avec plusieurs résistances en série. La résistance totale du circuit est simplement la somme de toutes les résistances individuelles. C'est exactement le même principe pour le flux de chaleur à travers un mur.

Normes

La norme NF EN ISO 6946 spécifie les valeurs forfaitaires à utiliser pour les résistances surfaciques \(R_{\text{si}}\) et \(R_{\text{se}}\) en fonction de la direction du flux de chaleur (horizontal pour un mur, ascendant pour un toit, descendant pour un sol) et de l'exposition au vent.

Formule(s)

La formule générale est une simple somme :

\[ R_{\text{total}} = R_{\text{si}} + \sum_{i=1}^{n} R_i + R_{\text{se}} \]

Dans notre cas avec 4 couches :

\[ R_{\text{total}} = R_{\text{si}} + R_1 + R_2 + R_3 + R_4 + R_{\text{se}} \]
Hypothèses

On suppose qu'il n'y a pas de ponts thermiques dans la section de mur étudiée, c'est-à-dire pas d'éléments qui traverseraient l'isolant et réduiraient la performance globale (comme des montants métalliques).

Donnée(s)

On rassemble toutes les résistances, celles déjà calculées (\(R_2, R_3\)) et celles qu'il faut calculer (\(R_1, R_4\)) ou qui sont données (\(R_{\text{si}}, R_{\text{se}}\)).

Astuces

Avant de sommer, listez toutes les couches et les deux résistances de surface pour être sûr de n'en oublier aucune. C'est une erreur fréquente !

Schéma (Avant les calculs)
Modèle de résistances en série
T_intT_extRsiR1R2R3R4RseFlux
Calcul(s)

On calcule d'abord les résistances manquantes, puis on fait la somme totale.

Étape 1 : Calcul de R1 (Plâtre)

\[ \begin{aligned} R_1 &= \frac{e_1}{\lambda_1} \\ &= \frac{0.013}{0.25} \\ &= 0.052 \text{ m²·K/W} \end{aligned} \]

Étape 2 : Calcul de R4 (Enduit)

\[ \begin{aligned} R_4 &= \frac{e_4}{\lambda_4} \\ &= \frac{0.020}{0.80} \\ &= 0.025 \text{ m²·K/W} \end{aligned} \]

Étape 3 : Somme des résistances

\[ \begin{aligned} R_{\text{total}} &= R_{\text{si}} + R_1 + R_2 + R_3 + R_4 + R_{\text{se}} \\ &= 0.13 + 0.052 + 4.0 + 0.174 + 0.025 + 0.04 \\ &= 4.421 \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)

Pas de schéma additionnel pertinent.

Réflexions

La résistance totale de 4.421 m²·K/W est très largement dominée par la résistance de l'isolant (4.0, soit environ 90% du total). Cela montre l'importance cruciale de la couche d'isolation dans la performance d'une paroi.

Points de vigilance

L'erreur classique est d'oublier d'inclure les résistances surfaciques \(R_{\text{si}}\) et \(R_{\text{se}}\) dans la somme. Elles sont indispensables pour calculer le coefficient U correct.

Points à retenir

La résistance totale est la somme de TOUTES les résistances que le flux de chaleur rencontre sur son chemin : de l'air intérieur à l'air extérieur. Cela inclut les surfaces et toutes les couches matérielles.

Le saviez-vous ?

La résistance surfacique extérieure \(R_{\text{se}}\) est plus faible que l'intérieure \(R_{\text{si}}\) (0.04 vs 0.13) car on considère que le vent à l'extérieur augmente les échanges par convection, ce qui diminue la résistance de la couche d'air "immobile" à la surface du mur.

FAQ

Il est normal d'avoir des questions.

Pourquoi additionne-t-on les résistances ?

Parce que les couches sont disposées en série. Le flux de chaleur doit traverser la première, PUIS la deuxième, etc. Comme pour des résistances électriques en série, leurs effets s'additionnent.

Résultat Final
La résistance thermique totale de la paroi est \(R_{\text{total}} = 4.421 \text{ m²·K/W}\).
A vous de jouer

Quelle serait la \(R_{\text{total}}\) si on oubliait d'inclure les résistances surfaciques ?

Question 4 : En déduire le coefficient de transmission surfacique \(U_{\text{p}}\) du mur.

Principe

Le coefficient U est une autre façon d'exprimer la performance thermique. Alors que la résistance (R) mesure la capacité à "bloquer" la chaleur, le coefficient U mesure la capacité à la "laisser passer". C'est pourquoi U est simplement l'inverse de R.

Mini-Cours

Le coefficient U, exprimé en W/m²·K, est plus intuitif pour les calculs de déperditions. Il indique directement la puissance (en Watts) qui traverse 1 m² de paroi pour chaque degré Kelvin (ou Celsius) de différence de température entre l'intérieur et l'extérieur. Un U de 0.2 signifie que la paroi perd 0.2 Watt par m² et par degré d'écart.

Remarque Pédagogique

C'est une simple inversion mathématique, mais le concept est important. Les professionnels parlent plus souvent en "U" qu'en "R". Retenez : R grand = U petit = Bonne isolation. R petit = U grand = Mauvaise isolation.

Normes

La définition du coefficient U comme l'inverse de la résistance totale est également donnée par la norme NF EN ISO 6946.

Formule(s)

La formule est une des plus simples et fondamentales de la thermique du bâtiment :

\[ U_{\text{p}} = \frac{1}{R_{\text{total}}} \]
Hypothèses

Aucune nouvelle hypothèse n'est nécessaire. Ce calcul découle directement du précédent.

Donnée(s)

On n'a besoin que d'une seule donnée, le résultat de la question 3 :

\(R_{\text{total}} = 4.421 \text{ m²·K/W}\)

Astuces

Pour avoir un ordre de grandeur, si R est proche de 4, U sera proche de 1/4, soit 0.25. Si R est de 5, U sera de 1/5, soit 0.20. Cela permet de vérifier rapidement la plausibilité du résultat.

Schéma (Avant les calculs)
Relation Inverse entre R et U
R (Grande)U (Petit)
Calcul(s)

On applique la formule :

\[ \begin{aligned} U_{\text{p}} &= \frac{1}{4.421} \\ &\approx 0.22619... \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)

Pas de schéma pertinent.

Réflexions

Un coefficient U de 0.226 W/(m²·K) est une très bonne performance pour un mur opaque. Cela signifie que pour maintenir 20°C à l'intérieur quand il fait 0°C à l'extérieur (un écart de 20 K), ce mur perdra \(0.226 \times 20 = 4.52\) Watts par mètre carré.

Points de vigilance

Attention à ne pas oublier d'inverser ! Une erreur courante est de considérer la résistance totale comme étant le coefficient U.

Points à retenir

Le point clé est la relation inverse entre U et R. Maîtrisez la formule \(U = 1/R\) et la signification de chaque terme, et vous maîtriserez le concept de base de la performance des parois.

Le saviez-vous ?

Avant les réglementations thermiques, un mur en pierre de 50 cm non isolé avait un coefficient U d'environ 2.5 W/(m²·K), soit plus de 10 fois plus déperditif que le mur de cet exercice !

FAQ

Il est normal d'avoir des questions.

Pourquoi utilise-t-on U et R, si l'un est juste l'inverse de l'autre ?

Parce qu'ils sont pratiques pour des choses différentes. Les résistances (R) sont pratiques car elles s'additionnent simplement quand on empile des couches. Les coefficients (U) sont pratiques pour calculer directement les pertes de chaleur (Déperditions = U x Surface x ΔT).

Résultat Final
Le coefficient de transmission surfacique du mur est \(U_{\text{p}} \approx 0.226 \text{ W/(m²·K)}\).
A vous de jouer

Si une autre paroi a une résistance totale \(R_{\text{total}}\) de 5.0 m²·K/W, quel est son coefficient Up ?

Question 5 : Le mur est-il conforme à la réglementation RE2020 qui impose un \(U_{\text{p}} \le 0.25\) W/(m²·K) ?

Principe

Le calcul de la performance thermique n'est pas qu'un exercice théorique. Il sert à vérifier qu'un projet de construction respecte les exigences minimales fixées par la loi pour garantir l'efficacité énergétique et le confort des bâtiments neufs.

Mini-Cours

Les réglementations thermiques (comme la RE2020 en France) fixent des exigences de performance pour l'ensemble du bâtiment (consommation d'énergie, confort d'été, impact carbone) mais aussi des exigences minimales ("garde-fous") sur certains composants de l'enveloppe, comme le coefficient U des murs, pour éviter les conceptions aberrantes.

Remarque Pédagogique

Cette étape finale est la concrétisation de tous les calculs précédents. Elle donne un sens pratique au résultat : le mur est-il "bon" ou "mauvais" non pas dans l'absolu, mais par rapport à un standard légal ?

Normes

La référence ici est la Réglementation Environnementale 2020 (RE2020) en France, qui a succédé à la Réglementation Thermique 2012 (RT2012). Elle fixe les exigences pour les constructions neuves.

Formule(s)

Il ne s'agit pas d'une formule de calcul, mais d'une condition à vérifier :

\[ U_{\text{p,calculé}} \le U_{\text{p,max}} \]
Hypothèses

On suppose que la valeur de 0.25 W/(m²·K) est bien l'exigence applicable à notre type de bâtiment et de paroi, ce qui est une valeur typique pour un mur en contact avec l'extérieur.

Donnée(s)

Nous avons deux données à comparer :

  • Valeur calculée : \(U_{\text{p,calculé}} = 0.226 \text{ W/(m²·K)}\)
  • Valeur réglementaire : \(U_{\text{p,max}} = 0.25 \text{ W/(m²·K)}\)
Astuces

Pas d'astuce particulière, il s'agit d'une simple comparaison de deux nombres.

Schéma (Avant les calculs)
Comparaison à la norme
0.0Limite (Up,max = 0.25)Up,calculé = 0.226
Calcul(s)

On effectue la comparaison :

\[ 0.226 \le 0.25 \Rightarrow \text{VRAI} \]
Schéma (Après les calculs)

Le schéma ci-dessus illustre le résultat : la valeur calculée se situe bien dans la zone de conformité, avant la limite maximale.

Réflexions

Le mur est non seulement conforme, mais il présente une marge de sécurité par rapport à l'exigence minimale. Cela signifie que la conception est de bonne qualité sur ce point. Dans un projet réel, cette marge peut aider à compenser un autre élément un peu moins performant.

Points de vigilance

Attention à bien lire le sens de l'inégalité. Pour le coefficient U, la performance est meilleure quand la valeur est plus BASSE. Il faut donc vérifier que U_calculé est bien INFÉRIEUR ou ÉGAL à U_max.

Points à retenir

Un calcul technique en ingénierie se conclut presque toujours par une comparaison à une norme, un critère de sécurité ou une exigence de performance. Le calcul seul ne suffit pas, il faut l'interpréter dans son contexte réglementaire.

Le saviez-vous ?

La RE2020 ne se contente plus de la performance thermique. Elle intègre aussi une analyse du cycle de vie des matériaux pour calculer l'impact carbone du bâtiment, de sa construction à sa démolition. Le choix de l'isolant (biosourcé, minéral, synthétique) a donc un impact qui va au-delà de son simple lambda !

FAQ

Il est normal d'avoir des questions.

Que se passe-t-il si le mur n'est pas conforme ?

Dans un projet de construction neuve, le permis de construire ne serait pas accordé. Il faudrait modifier la conception, par exemple en augmentant l'épaisseur de l'isolant ou en choisissant un isolant plus performant (avec un λ plus faible).

Résultat Final
Oui, le mur est conforme à l'exigence de la RE2020, car son coefficient \(U_{\text{p}}\) de 0.226 W/(m²·K) est bien inférieur à la limite de 0.25 W/(m²·K).
A vous de jouer

Si la réglementation devenait plus stricte et imposait \(U_{\text{p}} \le 0.20\) W/(m²·K), ce mur serait-il toujours conforme ?

Outil Interactif : Simulateur de Performance

Utilisez les curseurs ci-dessous pour faire varier l'épaisseur et la conductivité de l'isolant et observez en temps réel l'impact sur la résistance totale et le coefficient U du mur.

Paramètres de l'Isolant
14 cm
0.035 W/m.K
Résultats Clés
Résistance Totale (m²·K/W) -
Coefficient Up (W/m²·K) -

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Si on augmente l'épaisseur d'un isolant (λ constant), sa résistance thermique R...

2. Un coefficient U élevé signifie que la paroi est...

3. L'unité de la résistance thermique (R) est :

4. Laquelle de ces grandeurs ne dépend que du matériau lui-même, et non de son épaisseur ?

5. Pour calculer R_total, on additionne les résistances des couches et...

Conductivité thermique (λ)
Propriété intrinsèque d'un matériau à conduire la chaleur. Plus λ est faible, plus le matériau est isolant. Unité : W/(m·K).
Résistance thermique (R)
Capacité d'une couche de matériau à s'opposer au passage de la chaleur. Elle dépend de la conductivité et de l'épaisseur (R = e/λ). Unité : m²·K/W.
Coefficient de transmission surfacique (U)
Quantité de chaleur traversant un mètre carré de paroi pour une différence de 1°C (ou 1K) entre les deux côtés. C'est l'inverse de la résistance totale (U = 1/R_total). Unité : W/(m²·K).
Résistances surfaciques (Rsi, Rse)
Résistances aux échanges de chaleur par convection et rayonnement à la surface intérieure (Rsi) et extérieure (Rse) d'une paroi. Leurs valeurs sont normalisées.
Exercice : Calcul du Coefficient de Transmission Surfacique (Up)

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