Enveloppe · Thermique
Calcul du coefficient U des murs, toitures et planchers
Le coefficient U d’une paroi est l’inverse de la somme de ses résistances, et dans un mur isolé une seule couche en fournit presque tout. Additionnez d/λ de chaque couche et les deux résistances superficielles, puis prenez l’inverse : U = 1 / (Rsi + Σd/λ + Rse). Composez le mur ci-dessous : l’isolant porte quatre-vingts ou quatre-vingt-dix pour cent du total pendant que la brique, le bloc et l’enduit se disputent les miettes.
Les fenêtres sont l’autre moitié de l’enveloppe, et toujours le côté faible : un mur à 0,25 voisine avec un vitrage à 1,1 ou pire. Calculez-le avec le calculateur Uw des fenêtres.
Épaisseur d’isolant pour un coefficient U visé
L’épaisseur d’isolant nécessaire à un mur pour atteindre un coefficient U donné, en ne comptant que l’isolant et les deux résistances superficielles (Rsi 0,13, Rse 0,04 m²K/W). C’est la valeur sûre, car tout le reste du mur ne peut qu’aider. Calculé par le calculateur ci-dessus selon la NF EN ISO 6946 et arrondi au millimètre supérieur. En mm :
| Isolant, λ W/(m·K) | U 0,35 | U 0,30 | U 0,25 | U 0,18 | U 0,15 | U 0,11 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Laine minérale, 0,037 | 100 | 118 | 142 | 200 | 241 | 331 |
| PSE, 0,038 | 103 | 121 | 146 | 205 | 247 | 339 |
| XPS, 0,034 | 92 | 108 | 131 | 184 | 221 | 304 |
| Fibre de bois, 0,040 | 108 | 127 | 154 | 216 | 260 | 357 |
| Panneau PIR, 0,022 | 60 | 70 | 85 | 119 | 143 | 197 |
Le reste du mur compte à peine. Une paroi de brique de 100 mm avec 15 mm d’enduit et 12,5 mm de plaque de plâtre n’économise que 8 mm de laine minérale à U 0,18 (192 au lieu de 200 mm). Une toiture demande au plus 2 mm de plus qu’un mur, parce que le flux ascendant rencontre une résistance superficielle intérieure plus faible.
Montants, chevrons et attaches de mur traversent l’isolant et le dégradent. Ce tableau, comme le calculateur, traite l’isolant comme une couche continue.
Comment la NF EN ISO 6946 procède
| Résistances superficielles | Rsi | Rse |
|---|---|---|
| Mur – flux horizontal | 0,13 | 0,04 |
| Toiture – flux ascendant | 0,10 | 0,04 |
| Plancher – flux descendant | 0,17 | 0,04 |
Ce que ces chiffres veulent dire en pratique : les deux résistances superficielles d’un mur font déjà 0,17 m²K/W avant la première brique, à peu près ce que donneraient 6 mm de laine minérale. Dans un mur mal isolé, c’est une vraie part du total ; dans un bon, c’est du bruit. Le calculateur montre les deux effets à mesure que vous composez.
Conductivités courantes, pour commencer
| Matériau | λ W/(m·K) |
|---|---|
| Panneau PIR / polyuréthane | 0,022 |
| XPS | 0,034 |
| Laine minérale | 0,037 |
| PSE | 0,038 |
| Fibre de bois | 0,040 |
| Béton cellulaire | 0,18 |
| Bois résineux | 0,13 |
| Plaque de plâtre | 0,21 |
| Brique creuse | 0,44 |
| Brique pleine | 0,77 |
| Enduit ciment | 0,90 |
| Béton plein | 1,75 |
| Lame d’air non ventilée, 25 mm | R = 0,18 m²K/W |
Ce sont des valeurs publiées courantes, pour orienter un projet. Pour tout ce que vous déposez, prenez le λ déclaré dans la fiche technique du produit : les isolants varient beaucoup d’une qualité à l’autre, et l’écart entre 0,022 et 0,038, c’est l’écart entre 100 mm et 170 mm d’isolant.
Exemple à vérifier à la main
Un mur : 10 mm d’enduit ciment, 115 mm de brique pleine, 100 mm de laine minérale, 100 mm de béton cellulaire, 13 mm de plaque de plâtre.
La laine minérale fournit 74 % de la résistance totale avec 29 % de l’épaisseur. Tout le reste de ce mur, 238 mm de maçonnerie et de finitions, apporte moins d’un quart.
Ce que cette page ne fait pas
- Pas de ponts thermiques. C’est le coefficient U de la composition courante. Montants bois, joints de mortier, attaches, linteaux et jonctions contournent l’isolant, et sur une ossature bois ou métal la correction est importante : la NF EN ISO 6946 a une méthode entière pour cela, qui n’est pas ici.
- Pas de vérification de condensation. L’endroit où tombe le point de rosée dans la paroi relève d’un calcul séparé, et c’est lui qui décide si le mur pourrit.
- Pas de contact avec le sol. Les planchers sur terre-plein relèvent de la NF EN ISO 13370, pas de ce calcul.
- Pas de lames d’air ventilées. Une lame fortement ventilée et tout ce qui est à l’extérieur sont entièrement négligés, ce qui change beaucoup le résultat.
- Les λ courants sont des valeurs courantes. Prenez la valeur déclarée du produit pour tout cas réel.
Questions fréquentes
- Quelle épaisseur d’isolant pour un coefficient U de 0,18 ?
- En ne comptant que l’isolant et les résistances superficielles d’un mur, selon la NF EN ISO 6946 : 200 mm de laine minérale (λ 0,037), 184 mm de XPS (λ 0,034) ou 119 mm de panneau PIR (λ 0,022). La maçonnerie aide à peine : une paroi de brique de 100 mm avec enduit et plaque de plâtre fait gagner environ 8 mm.
- Comment calculer l’épaisseur d’isolant pour un coefficient U visé ?
- d = λ × (1/U − Rsi − Rse − R des autres couches). Pour un mur, Rsi vaut 0,13 et Rse 0,04 m²K/W ; pour U 0,18 avec de la laine minérale : (1/0,18 − 0,17) × 0,037 = 0,199 m, soit 200 mm.