Calcul de la résistance thermique avec lambda
La résistance thermique R mesure la capacité d'une couche de matériau à freiner le passage de la chaleur. Elle s'exprime en m²·K/W et se calcule ainsi :
R = e / λ
- e : l'épaisseur, en mètres (20 cm = 0,20 m ; 145 mm = 0,145 m) ;
- λ (lambda) : la conductivité thermique du matériau, en W/(m·K), indiquée sur l'étiquette et la fiche technique de l'isolant.
Exemples :
- 20 cm de laine de verre à λ 0,040 : R = 0,20 / 0,040 = 5 m²·K/W ;
- 30 cm du même isolant : R = 0,30 / 0,040 = 7,5 m²·K/W ;
- 8,2 cm de polyuréthane à λ 0,022 : R = 0,082 / 0,022 ≈ 3,7 m²·K/W.
L'outil ci-dessus part de 200 mm et λ 0,035, soit R ≈ 5,71 m²·K/W. Modifiez les deux valeurs pour votre isolant.
Pour trouver l'épaisseur nécessaire à partir d'un objectif, on retourne la formule : e = R × λ. Pour R 7 à λ 0,040, il faut 0,28 m, soit 28 cm. Le tableau d'épaisseur d'isolant donne ces valeurs pour R 1 à R 8.
Plusieurs couches
Quand plusieurs couches se superposent, leurs résistances s'additionnent : R total = R1 + R2 + …
Exemple : 10 cm d'ancienne laine de verre légère dans des combles. Les règles Th-Bat lui attribuent un λ d'environ 0,047, soit R = 0,10 / 0,047 ≈ 2,13. Si l'on ajoute 30 cm de laine neuve à λ 0,040 (R 7,5), on obtient R 9,63 au total.
Attention : pour les primes CEE, seul le nouvel isolant compte. Dans cet exemple, c'est sa résistance de 7,5 qui est comparée au seuil de R 7, pas le total.
Du R au coefficient U
Le coefficient U (ou Up) mesure le flux de chaleur qui traverse un mètre carré de paroi pour un degré d'écart entre intérieur et extérieur. Il s'exprime en W/(m²·K) ; plus il est faible, mieux la paroi isole.
- Pour une couche seule, U = 1 / R. C'est la conversion directe faite par l'outil : R 4 donne U = 0,25 W/(m²·K).
- Pour une paroi complète, il faut ajouter les résistances superficielles intérieure (Rsi) et extérieure (Rse) ainsi que celle du support : U = 1 / (Rsi + somme des R + Rse).
Valeurs conventionnelles des règles Th-Bat :
| Paroi | Rsi | Rse | Rsi + Rse |
|---|---|---|---|
| Mur, flux horizontal | 0,13 | 0,04 | 0,17 |
| Toiture ou plafond, flux ascendant | 0,10 | 0,04 | 0,14 |
| Plancher sur l'extérieur, flux descendant | 0,17 | 0,04 | 0,21 |
Exemple : un mur isolé avec R 3,7 de nouvel isolant. Isolant seul : U = 1 / 3,7 ≈ 0,27 W/(m²·K). Avec les résistances superficielles : U = 1 / (3,7 + 0,17) ≈ 0,26 W/(m²·K), et un peu moins encore une fois le mur porteur compté. Sur une paroi bien isolée, l'écart reste faible.
Pourquoi la France parle de R et d'autres pays de U
En France, les aides CEE et le minimum réglementaire en rénovation sont exprimés en résistance thermique R, ce qui rend le calcul simple : il suffit de comparer le R de l'isolant au seuil. En Allemagne et au Royaume-Uni, les exigences portent sur le coefficient U de la paroi entière ; nos calculateurs pour ces pays tiennent donc compte de la structure du mur ou de la toiture. Aux États-Unis, la valeur R est exprimée dans une autre unité (ft²·°F·h/Btu) : divisez-la par 5,678 pour obtenir des m²·K/W.
Lambdas des isolants utilisés par nos calculateurs
| Isolant | λ en W/(m·K) |
|---|---|
| Laine de verre pour combles (rouleau) | 0,040 |
| Laine de verre pour murs et rampants (rouleau) | 0,032 |
| Laine de roche (rouleau) | 0,040 |
| Laine de verre à souffler | 0,046 |
| Ouate de cellulose en vrac | 0,040 |
| Fibre de bois souple | 0,036 |
| Polystyrène expansé | 0,038 |
| Polyuréthane PU/PIR | 0,022 |
Ces valeurs sont celles des produits retenus dans nos calculs ; un autre produit de la même famille peut avoir un lambda différent. Fiez-vous toujours à la fiche technique de l'isolant que vous achetez.
Pour aller plus loin, le calculateur d'isolation convertit directement une résistance visée en nombre de rouleaux, de panneaux ou de sacs. Les seuils à atteindre sont détaillés sur la page exigences MaPrimeRénov' et CEE.