Comment calculer la résistance thermique d'une paroi isolée ?

Que mesure la résistance thermique et dans quelle unité ?

La résistance thermique traduit la capacité d'un matériau à empêcher le passage de la chaleur, pour une épaisseur donnée. Elle se note R et s'exprime en m²·K/W. Plus la valeur est élevée, plus la paroi freine les échanges entre l'intérieur et l'extérieur.

L'unité se lit littéralement. Elle dit combien de degrés d'écart un mètre carré de paroi supporte pour chaque watt qui la traverse. Un R de 5 demande donc cinq fois plus d'écart de température qu'un R de 1 pour laisser passer la même puissance.

La réglementation raisonne en résistance, jamais en épaisseur. Un chantier qui annonce vingt centimètres ne dit donc rien de sa conformité tant que le lambda du produit posé reste inconnu. Deux matelas de même épaisseur peuvent se situer de part et d'autre du seuil exigé.

Deux autres grandeurs circulent dans les documentations sans mesurer la même chose. Le lambda décrit le matériau seul, indépendamment de son épaisseur. Le coefficient U décrit une paroi complète et fonctionne à l'envers, une bonne paroi affichant un U faible. Seule la résistance thermique combine le matériau et l'épaisseur réellement posée.

Comment calcule-t-on la résistance thermique d'un isolant ?

Le calcul tient en une division. R égale l'épaisseur en mètres divisée par le lambda du matériau. Un panneau de 200 mm dont le lambda vaut 0,035 W/m·K atteint ainsi 5,71 m²·K/W.

Sur un chantier, la question se pose pourtant dans l'autre sens. L'épaisseur à poser s'obtient en multipliant le R visé par le lambda. Le tableau applique ce calcul aux deux seuils qui commandent les combles perdus, celui de la réglementation et celui des aides, dont les seuils par paroi fixent le détail.

L'écart entre les deux colonnes se compte en centimètres de charpente. Un lambda de 0,045 réclame 31,5 cm pour ouvrir droit aux aides, quand 15,4 cm suffisent à 0,022. Cette arithmétique décide du matériau plus souvent que le prix au mètre carré. Un panneau de PSE se choisit d'abord sur cette base.

Les couches successives s'additionnent. Un mur déjà isolé par 100 mm puis complété par 60 mm du même produit cumule les deux résistances, à condition que chaque couche reste continue. C'est ce cumul que vise le seuil réglementaire, lequel porte sur l'ensemble formé par la paroi et son isolant.

Comment estimer R quand la conductivité n'est pas connue ?

Le cas se présente dès qu'un isolant est déjà en place. L'étiquette a disparu, la documentation aussi. La paroi doit pourtant être évaluée avant qu'une couche ne s'ajoute.

L'ADEME donne une règle d'estimation. Pour la mousse polyuréthane et le polystyrène extrudé, l'épaisseur en centimètres se multiplie par 0,33. Pour tous les autres isolants, le coefficient tombe à 0,25. Un ancien matelas de 10 cm de laine minérale vaut donc 2,5 m²·K/W.

Les isolants biosourcés relèvent d'un troisième régime. Leurs valeurs par défaut figurent à l'annexe IX de l'arrêté du 26 octobre 2010, qui retient 0,049 W/m·K pour la cellulose et 0,048 pour le chanvre comme pour le lin. Ces valeurs sont volontairement pénalisantes, un produit certifié faisant presque toujours mieux, ce que l'arbitrage environnemental rend décisif en prescription.

Pourquoi une ossature fait-elle perdre une partie de la résistance ?

Un isolant posé entre des montants n'est jamais continu. Le bois ou le métal de l'ossature traverse la couche et conduit la chaleur bien mieux qu'elle. La paroi finie vaut donc moins que le produit annoncé sur l'emballage.

La correction est lourde et rarement appliquée. L'ADEME demande de retenir 80 % de la valeur R marquée ou calculée lorsque l'ossature est en bois. Le taux tombe à 50 % lorsqu'elle est métallique. Une ossature en acier divise donc par deux le bénéfice de l'isolant.

L'ordre de grandeur se mesure sur un cas. Un panneau annoncé à 5,71 m²·K/W tombe à 4,57 derrière une ossature bois, puis à 2,86 derrière une ossature métallique. Dans ce second cas, la paroi ne satisfait plus le seuil réglementaire de 3,2 exigé sur un mur extérieur en zone climatique H1.

Quel R la réglementation exige-t-elle par zone climatique ?

Les valeurs exigées ne sont pas les mêmes partout. La France est découpée en trois zones climatiques. L'arrêté du 3 mai 2007 modifié fixe pour chacune un R minimal par type de paroi. Ces seuils s'appliquent depuis le 1er janvier 2023.

Une différence de fond sépare ce tableau de celui des aides. Le seuil réglementaire porte sur l'ensemble formé par la paroi et son isolant, et non sur l'isolant seul. Les planchers de combles perdus font exception à la logique de zone, puisqu'ils réclament 5,2 sur tout le territoire.

Des dérogations existent, toutes liées à une contrainte matérielle. Un plancher bas descend à 2,1 lorsque la hauteur libre est bornée par une autre exigence réglementaire. Une toiture de pente inférieure à 60° descend à 4 lorsque l'épaisseur d'isolant ferait perdre plus de 5 % de surface habitable.

Quelles valeurs de résistance thermique font foi ?

Toutes les valeurs ne se valent pas devant un contrôle. L'ADEME est explicite, seules celles déclarées dans le cadre du marquage CE ou d'une certification servent à vérifier le respect de la réglementation. Six cadres sont admis, le marquage CE, l'Avis Technique, le CSTBat, la marque NF, la certification ACERMI et le Keymark.

La méthode d'essai dépend ensuite de la nature de l'isolant. Les produits non réfléchissants relèvent des normes NF EN 12664, NF EN 12667 ou NF EN 12939. Les produits réfléchissants relèvent de la norme NF EN ISO 22097, ce qui explique que les performances de un isolant réflecteur ne se comparent pas directement à celles d'une laine.

Les valeurs certifiées sont par ailleurs arrondies à la baisse. Un certificat ACERMI portant un lambda de 0,035 W/m·K affiche 5,70 m²·K/W pour 200 mm, là où la division donne 5,71. L'écart est minime, mais c'est la valeur du certificat qui est opposable.