Les qualités d’un bon isolant

Généralement, lorsque l’on parle d’isolation, on pense protection contre le froid. Mais un bon isolant doit aussi éviter le réchauffement solaire à l’intérieur de l’habitation afin de limiter l’utilisation de la climatisation. Il doit aussi permettre de réguler et d’homogénéiser la température intérieure. Selon la région où l’on habite, les isolants n’ont pas tout à fait le même rôle à jouer.

La capacité thermique des matériaux de construction

Chaque matériau a une manière de se comporter face à la chaleur qui lui est propre.
La capacité thermique est la quantité de chaleur que peut emmagasiner un matériau par rapport à son volume. « Elle est définie par la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 °C la température de 1 mètre cube du matériau ».

Plus un matériau est dense, plus il peut stocker de chaleur et plus sa capacité thermique est grande. Un matériau léger va, au contraire, présenter une capacité thermique faible.

Par exemple, pour isoler une toiture mieux vaut utiliser un matériau dense qui va protéger l’intérieur de l’habitation non seulement du froid mais aussi de la chaleur estivale.

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L’inertie thermique de l'isolation pour réguler la température

L’inertie thermique dépend de la capacité thermique du matériau isolant. Un mur en béton, en brique ou en pierre et qui est isolé possède une inertie thermique.
Grâce à l’inertie thermique, le mur va restituer la chaleur ou la fraîcheur stockée et ainsi réguler les écarts de température entre le jour et la nuit. L’inertie thermique est un élément de confort important.

L’inertie thermique d’un matériau dépend de son effusivité et de sa diffusivité :

• L’effusivité des matériaux. L’effusivité est la capacité d’un matériau à absorber ou à restituer plus ou moins rapidement la chaleur qu’il a emmagasinée. Un matériau à la valeur d’effusivité élevée stocke beaucoup de chaleur, mais paraît froid en surface. C’est le cas de la pierre et du marbre en particulier qui sont froids au toucher, mais possèdent une bonne inertie thermique. Au contraire, un matériau à la valeur d’effusivité faible, ne stocke pas la chaleur, mais il paraît chaud en surface. C’est le cas du bois ou du liège. Ils sont agréables au toucher mais ils ne possèdent pas d’inertie thermique.

• La diffusivité des matériaux. La diffusivité thermique est la vitesse à laquelle se propage la chaleur dans un matériau. Elle dépend de sa conductivité ((λ - lambda) et de sa capacité thermique.

Le déphasage thermique pour se protéger du chaud

Un isolant doit pouvoir éviter les déperditions de chaleur à la saison froide mais aussi éviter le réchauffement trop rapide de l’habitation à la belle saison. Une bonne isolation dépend de l’inertie des matériaux employés et de leur capacité de déphasage thermique.

Le déphasage thermique est « le temps qu’il faut à la chaleur pour pénétrer à l’intérieur de l’habitat ».
C’est un élément clé pour le confort estival. Plus la durée du déphasage thermique est grande, plus l’habitation restera fraîche en journée.
Le coefficient de déphasage des matériaux dépend de leur capacité thermique. Plus le matériau est dense et plus sa capacité thermique est élevée, plus son coefficient de déphasage thermique sera important.

Dans les régions où la température dépasse régulièrement 30°, l’idéal est qu’elle soit d’au moins 10 h. Ainsi, la chaleur n’arrive dans l’habitation qu’en fin de journée. Une bonne ventilation, la nuit lorsque la température est la plus basse, permet alors de rafraîchir naturellement les pièces.

L’inertie thermique et le déphasage thermique sont deux notions primordiales dans la conception d’habitat bioclimatique. Ils permettent à la température intérieure de s’autoréguler naturellement en fonction des saisons.

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