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L'art du fourgon aménagé Accueil du Forum
Petit guide de l'isolation et tests d'isolants
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mammoutt
Traficaménageur


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MessagePosté le: Lun 18 Déc 06 20:59 Répondre en citant

1) Quelques notions de physique nécessaires pour comprendre l’isolation.
2) Comment cela marche concrètement ?
3) Les isolants disponibles sur le marché.
4) Test de quelques isolants.
5) Conclusion.

Allez, c’est parti !
------------------------------------------------------------------

1) Quelques notions de physique pour comprendre l’isolation

La « chaleur » se transmet de différentes façons :

  • Par convection:
    Transfert de la chaleur par déplacement de la matière. C’est le chauffage dans une maison qui fait élever l’air vers le haut.

  • Par conduction:
    La chaleur se transmet sans déplacement de matière, par contact moléculaire. ll suffit de chauffer l'extrémité d’un morceau de métal pour que la chaleur s'y propage à l’autre bout.

  • Par rayonnement:
    La chaleur se propage sous forme d’onde électromagnétique, notamment les rayons infrarouges. C’est la chaleur reçue sur le visage par exemple lorsqu’on regarde un feu de cheminée.


Dans nos camions, la chaleur se transmet essentiellement par conduction, et, l’été par rayonnement à travers les vitres et lanterneaux (rayons du soleil)


La conductivité thermique λ
Puisque la chaleur se transmet essentiellement par conduction, on va s’intéresser à la conductivité thermique, grandeur qui caractérise notamment les isolants qui sont des matériaux qui conduisent mal la chaleur. Donc plus λ est faible et plus le matériau est isolant.
La conductivité thermique s’exprime en watts par mètre-kelvin, (W•m-1•K-1)


La résistance thermique Rth surfacique

Elle varie selon l’épaisseur de l’isolant. Rth = e/λ en m².K.W-1
Avec e, l’épaisseur de l’isolant

Une résistance thermique de 4 m².K/W est atteinte pour
11.6 cm de polystyrène extrudé (avec λ=0.029 W. m-1•K-1)
14.8 cm de laine de roche (avec λ=0.037 W. m-1•K-1 )

Autrement dit, plus λ est petit et moins il faudra d’épaisseur pour une même résistance aux déperditions de chaleur vers l’extérieur.

Tour cela c’est très bien mais il faut aussi prendre en compte la cinétique, c'est-à-dire la vitesse à laquelle se transmet la chaleur dans l’isolant.
Vu que la température extérieure n’arrête pas de varier, tous les isolants ne vont pas réagir de la même façon.

La capacité thermique
Elle représente la capacité du matériau à stocker la chaleur (plus la chaleur se transmet lentement et plus l’inertie est forte).
Elle est égale au produit de la chaleur massique par la masse volumique de l’isolant. La chaleur massique est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 degré la température de 1Kg de matériau.

Autrement dit plus un matériau est lourd et a une chaleur massique élevée, plus il va stocker la chaleur.

Par exemple, la laine de roche à une masse volumique de 25 Kg/m3 et une chaleur massique de 864 J.Kg-1K-1
On obtient une capacité thermique de 25*864 = 21 600 J.K-1.m-3

Le liège expansé, plus dense (120Kg/m3) a une chaleur massique de 1760 J.Kg-1K-1, soir une capacité thermique de 211 200 J.K-1m-3

Le liège va beaucoup plus stocker la chaleur et il faudra plus de temps pour qu’elle se transmette. Il faudra aussi plus de temps pour que la température intérieure s’élève.

2) Comment cela marche concrètement?

Il faut distinguer 2 cas : l’hiver et l’été.

Pour l’hiver, si l’on chauffe à l’intérieur du camion, seul compte la résistance thermique, il faut donc avoir le meilleur λ possible. C’est très simple.

L’été, c’est une autre histoire car il faut éviter les rentrées de chaleur par rayonnement.
Prenons l’exemple des vieilles maisons en pierre qui restent bien fraîches l’été : cela s’explique du fait qu’elles ont des murs de pierres massives très épais et donc très lourds. Leur inertie thermique est donc grande et les murs vont absorber (réguler) la chaleur pendant la saison chaude à travers le cycle jour/nuit.
Un isolant ayant une grande inertie thermique va donc réguler les variations de températures.
C’est très bien l’été, mais ça l’est beaucoup moins l’hiver puisque l’on va gaspiller de l’énergie à essayer de chauffer, les murs absorbant beaucoup de cette chaleur.

Mais alors dans un camion ?
Et bien l’été c’est les entrées de chaleur par rayonnement à travers les vitres qui vont surchauffer l’intérieur, et, l’isolant fera son boulot, c'est-à-dire emprisonner cette chaleur. Le camion devient un four.

Donc pour bien s’isoler l’été, il faut mettre des isolants réflecteurs sur toutes les vitres et opter pour des matériaux ayant une chaleur massique la plus élevé possible et on évitera les matériaux lourds, question de poids évidemment !

Les isolants ayant une bonne inertie seront aussi meilleurs l’hiver si l’on n’a pas de chauffage puisqu’ils vont éviter que la température ne descende trop la nuit.

Pour une utilisation été et hiver, et bien au mieux, pourquoi ne pas mettre une couche d’isolant inertiel puis de l’isolant léger ?


3) Les isolants disponibles sur le marché

Ils sont nombreux et ne s’adaptent pas tous sur les camions. On est donc confronté à une question de choix en fonction de la qualité recherchée, des moyens de fixer l’isolant aux parois et de la toxicité du matériau.
De plus il est démontré qu’une fente de 1mm sur un isolant de 1m² de surface et de 15cm d’épaisseur, divise par 5 la résistance thermique du dit isolant.
Le montage est donc important et peut imposer un choix : rigide ou souple ? En ce sens les isolants en rouleaux ont un gros avantage puisqu’on peut les dérouler sur toute la surface du camion.

Voici ce que l’on trouve : (je reprend ici ce que l’on trouve ça et là sur le web). Informations à recouper et valeurs à vérifier en fonction du fabricant !





4) Test de quelques isolants.

Tests extrêmement difficiles à réaliser compte tenu du peu de matos que j’ai (congélateur merdique, thermomètre, etc…). Bon je les publie quand même car ce sont des mesures à peu près relatives...
J’ai pris une boite dans laquelle est fixé un isolant. Cette boite de dimension 36*22*24 cm est bien plus petite qu’un fourgon, en fait la différence se situe surtout au niveau du rapport surface/volume. On a en effet 7 fois plus d’air dans un fourgon pour une même surface par rapport à la boite. Les variations de températures seront donc plus forte dans cette boite.


Hiver
Deux mesures :
- A l'équilibre (statique)
- En dynamique (variation)

Statique :
La boite métallique contient l’isolant



et une petite boite à chaleur avec ventilateur, développant 30 watts environ, par convection uniquement.




Le tout est placé au congélateur, à -30°C. Après un certain temps la température atteinte à l’intérieur de la boîte se stabilise. Elle est représentative de la résistance thermique de l’isolant.
Les petites fentes, comme je l’ai dis plus haut réduisent cette résistance. J’ai fait de mon mieux pour ajuster les isolants mais de toutes façons c’est la même chose dans nos camions, non ?



Bien noter que mon thermomètre n’allait pas au delà de 70° et que la laine est en 40mm. Les résultats sont cohérents puisque d’après la formule ΔT=P*Rth, si l’épaisseur est multiplié par 2 alors l’écart de température est 2 fois supérieur… Ceci explique les +70°
ça se passe de commentaire lorsque ce n’est pas isolé.


Dynamique :
La boîte contenant l’isolant sans chauffage est placée au congélateur (isolant et boîte à température ambiante). Relevé de la variation de température en fonction du temps.

Je précise que les isolants font 2cm d’épaisseur sauf la laine de roche qui en fait 4cm.



Le liège a le plus d’inertie thermique. On remarque que le multicouche a autant d’inertie que la laine en 40mm. La plume en 20mm a un peu moins d'inertie. Le polystyrène très peu dense n’est pas très inertiel, mais un peu plus tout de même que sans rien !



Eté

Construction d’un caisson en bois. A l’intérieur une résistance qui rayonne des infrarouges en direction de la boite à essai. La boite est toujours positionnée au même endroit. La température à l’intérieur du caisson est maintenue à 30°. Mesure de la température de stabilisation après 2 ou 3h.





Résultats (isolants placé dans l'ordre à partir de la tôle) :




6) Conclusions
Résultats à prendre avec des pincettes car les fentes de jonctions sont difficile à éviter avec les matériaux rigides.

Je dois ici reprendre les résultats des calculs de PHM, qui nous montrent que :

Pour un fourgon de 18m2 isolé parfaitement et sans aération avec 5cm de laine de verre, la puissance dissipée vers l’extérieur est de 144 watts.
Un homme produit une chaleur de 80 W au repos, donc deux personnes suffiraient à maintenir la température, mais le camion n'est jamais étanche et l'isolation ne peut être parfaite.

Avec une seule fenêtre de 0.5m² dans le fourgon, la puissance dissipée passe à 1140W.

Autrement dis, compte tenu que les isolants ont grosso modo la même conduction thermique, ce sont essentiellement les fenêtres, lanterneaux et aérations qui vont apporter du froid en hiver. Donc penser à bien isoler tout ça la nuit (sauf aération bien sur !!)

Pour l’été c’est pareil, dans le test on voit tout de même que, le liège qui est le plus inertiel, abaisse la température de 7° par rapport au polystyrène qui ne protège de rien.


Bonnes réflexions !


Ajout du 20/12/2006: Quelques liens intéressants pour voir à quoi ressemblent certains isolants méconnus....


Celui-ci pour la plume et les panneaux de ouate, le liège.. Isolants qui me tentent bien..
http://www.iso-techna.fr/


Du liège expensé:
http://www.aliecor.com/

Un regroupement de site:
http://www.outilssolaires.com/Archi/prin-materiaux.htm


Dernière édition par mammoutt le Mar 03 Juil 07 11:32; édité 11 fois
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Sylvain
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MessagePosté le: Lun 18 Déc 06 21:21 Répondre en citant

Comme prévu le test est très interressant, bien qu'imparfait par nature. Personellement j'en retiendrais surtout le deuxième tableau ... Ah ... les multicouche qui équivalent à 20 cm de laine de verre/roche ... :roll:

Pas le temps de dévellopper plus ce soir mais tout le monde sait ce que j'en pense ! :mrgreen:

A+

Sylvain.
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tonyjub
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MessagePosté le: Lun 18 Déc 06 22:41 Répondre en citant

dc la solution ideale : dormir ds son frigo !!! lol

par contre solution pas si conne que ça :

acheter un camion caisse isotherme/frigorifique separer de la cabine ( pas comme un camping car qui n soit est bien isolé mai bourrer de fenetre et en lien avec la cabine )
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matpatou
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MessagePosté le: Mar 19 Déc 06 1:27 Répondre en citant

Comme tu dis fo bien réflechir!

Bravo pour ton travail, un vrai TP phy :mrgreen: qui me conforte dans mon idée d'isolant souple + liège sous toit. (bon après ya toute la surface vitrée du combi...)
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Quitte à rouler à 130, autant faire dans le pratique....
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mammoutt
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MessagePosté le: Mar 19 Déc 06 9:41 Répondre en citant

Sylvain a écrit:
Ah ... les multicouche qui équivalent à 20 cm de laine de verre/roche ... :roll:

Pas le temps de dévellopper plus ce soir mais tout le monde sait ce que j'en pense ! :mrgreen:

A+

Sylvain.


Oui, entierement d'accord avec toi :yes:
Merci pour toute la lumière que tu as apporté sur ce sujet!
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PHM999
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MessagePosté le: Mar 19 Déc 06 11:51 Répondre en citant

Le tableau des temperatures stabilisées est de loin le plus interressant de tous, car il permet de calculer la résistance thermque reel des materiaux testés.

Beau travail :yes:
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txupinaso
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MessagePosté le: Mar 19 Déc 06 18:26 Répondre en citant

:yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes: :yes:
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jeepsaloon
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MessagePosté le: Mar 19 Déc 06 18:52 Répondre en citant

Bravo Steph, pour cet excellent travail.
Certains en ont parlé,
toi, tu l'as fait.

Que dire des résultats ?
Comme certains s'y attendaient :roll: ,
ils relativisent beaucoup les différences de technique d'isolation.
Les déperditions liées aux surfaces vitrées devraient finir de niveler les écarts.
Encore fallait-il commencer à le démontrer.

Encore bravo.


PS. Le liège est un produit génial à bien des égards. Imputrescible, difficilement inflammable, remarquable isolant acoustique comme thermique il ne relargue aucune substance toxique.
Les vieux se souviennent qu'on l'utilisait en granulés pour transporter et conserver les crèmes glacées.
Supplanté par le polystyrène expansé, avec de bien piètres résultats.

Le liège est rare aujourd'hui, donc hors de prix,
surtout en 20mm d'épaisseur.
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Sylvain
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MessagePosté le: Mer 20 Déc 06 13:05 Répondre en citant

jeepsaloon a écrit:

Que dire des résultats ?
Comme certains s'y attendaient :roll: ,
ils relativisent beaucoup les différences de technique d'isolation.


Relativisent ? A quel niveaux ?

Il me semble que tout le monde connaissait les différences entre isolant classiques vue que les conductivitées sont ultra connu et reconnu. Le choix pouvant ensuite se faire sur d'autres critères (cf plus loins).

Il me semble que le but du test était de démontrer la fausseté (ou non :roll: ) des chiffres annoncées par les fabricants de multicouches

On nous annonce un équivalent de 20cm de laine de verre/roche et on se retrouve avec un equivalent à plus ou moins son épaisseur (soit 10 fois moins)...

C'est ça le fait notable du test : il ne sert à rien de mettre xxx € dans des multicouches dont de le pouvoir isolant n'est pas notablement meilleurs que celui des isolant classique de même épaisseur que se soit en été ou en hiver ...

Il reste biensur des questionnements sur le choix d'un isolant pour un cas particulier (utilisation été ou hiver, phonique/pas phonique, poids, budget, facilité de mise en oeuvre, "toxicité" ...) mais à mon avis le multicouche est desormais à exclure des "possible"s ... :bof: On trouve facilement aussi bien pour beaucoup moins cher et beaucoup mieux pour le même prix.


jeepsaloon a écrit:

Les déperditions liées aux surfaces vitrées devraient finir de niveler les écarts.


Je ne partage pas totalement ton point de vue la dessus, il est clair qu'il faut prendre en compte les surfaces vitrées et les aérations lors de l'aménagement d'un fourgon (et faire des choix en conséquences) mais ce n'est pas pour ça qu'il faut "négliger" l'isolation en se disant que quoi que mette ça reviendra au même ! :bof:

A une échelle différente ce sont les mêmes problématiques que dans une maison : on sait que "quoi qu'on fasse" y a plus d'1/3 du chaufage qui se barre par les aérations et les surfaces vitrées c'est pas pour qu'on ne doit pas faire le maximum pour isoler le reste.

Dans un fourgon très vitré ce pourcentage doit certainement être plus important mais des solutions exitent aussi (occultation des vitres la nuit, "fermeture" de la liaison avec la cabine ...) et des choix sont à faire lors de l'aménagement.


jeepsaloon a écrit:

PS. Le liège est un produit génial à bien des égards. Imputrescible, difficilement inflammable, remarquable isolant acoustique comme thermique il ne relargue aucune substance toxique.
Les vieux se souviennent qu'on l'utilisait en granulés pour transporter et conserver les crèmes glacées.
Supplanté par le polystyrène expansé, avec de bien piètres résultats.

Le liège est rare aujourd'hui, donc hors de prix,
surtout en 20mm d'épaisseur.


Le liège en 20mm coute 7€ / m² (10 € pour du 30mm) dans les boutiques BOBO sur le net (http://www.eco-logis.com/isolat.htm) surement nettement moins ailleurs. A comparer à n'importe quel multicouche "de marque" ca me parait plus que correct ! :P
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jeepsaloon
Traficaménageur


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MessagePosté le: Mer 20 Déc 06 13:41 Répondre en citant

Sylvain a écrit:

jeepsaloon a écrit:

Les déperditions liées aux surfaces vitrées devraient finir de niveler les écarts.

Je ne partage pas totalement ton point de vue la dessus, il est clair qu'il faut prendre en compte les surfaces vitrées et les aérations lors de l'aménagement d'un fourgon (et faire des choix en conséquences) mais ce n'est pas pour ça qu'il faut "négliger" l'isolation en se disant que quoi que mette ça reviendra au même ! :bof:


Il aurait été dommage que pour la vitalité de ce forum tu partages mon point de vue :lol:

On ne peut sans cesse faire un parallèle entre une maison et un fourgon.
et pour bien des raisons:
- les maisons ne sont pas en tôle
- Le ratio surface totale/surface vitrée n'est pas le même.
- Pas de double vitrages
- Des défauts d'étanchéité considérables
- une vulnérabilité sur toutes les faces.

Comme je l'ai déja écrit, quoi qu'on fasse sera toujours mieux que rien.
Mais encore une fois, ne pas s'attendre à des miracles.

Enfin,
un point sur lequel nous sommes entièrement d'accord:
le "multicouches" Bof.

le pricipal mérite de ce test aura été de rétablir la vérité:
Un produit cher, aux perfomances isolantes ordinaires.
Mais,
de faible épaisseur, assez facile à mettre en oeuvre.

Et rien que pour ça,
encore bravo à mammouth :yes:
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mammoutt
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MessagePosté le: Mer 20 Déc 06 17:41 Répondre en citant

Petite mise à jour du 20/12/2006
Des liens en plus pour voir à quoi ressemblent certains isolants.


Merci de vos remarques positives. Venant de vous, je prends ça comme un réel compliment ! :oops: (surtout que je ne prétends pas tout savoir..)

Oui, on trouve effectivement du liège pas trop cher. On en trouve aussi en grosse épaisseur, surtout s’il est expansé. Le liège décoratif chez casto-merlu-dépôt est par contre assez cher !


Autre précision, le liège utilisé est du liège « déco », je ne connais pas vraiment sa conductivité thermique..

Et puis concernant la toxicité, ne pas oublier que c'est derrière l'habillage en bois en général et que l’on ne passe pas l’année dans le camion ! Donc relativisons.
Habillage qui par ailleurs réduit un peu les différences de performances relatives des isolants.
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Esteban
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MessagePosté le: Jeu 21 Déc 06 20:47 Répondre en citant

bravo mammout, je pense que ca ne derange personne si je passe ce topic en post-it?
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Olivier
Administrateur


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MessagePosté le: Jeu 04 Jan 07 18:41 Répondre en citant

Je tombe sur ce sujet avec un peu de retard :mrgreen:
Bravo mammoutt, c'est énorme :yes:
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buga
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MessagePosté le: Mar 16 Jan 07 10:31 Répondre en citant

1)une toute petite chose que j'ai remarqué il y a des années..j'avais dans mon acadiane,isolé presque tout....
peu de chauffage,et je 'avais encore pas beaucoup de notions d'isolation....les quelques tôles visibles étaient remplies de giouttellettes le matin,condensatioN...
j'ai apposé sur des endroits de tôles visibles,un simple plastique autocollant de décoration imitation velours....
donc des genres de petits poils....
et plus de condensation....
j'en déduis donc....que dans l'impossibilité éventuelle d'isoler certains endroits pour raison de porte coulissante etc,
il faut néanmoins ne plus avoir un millimétre de tôle visible....
si ça empêche la condensation,je suppose que ça procure une isolation minimum.....
un multicouche est sans doute intéressant pour poser sur ces endroits....
et vu la petite surface de ces endroits difficiles a isoler,ça ne reviendra pas cher....
le multicouches a donc une certaine utilité....

2)je relis tes tableaux..
magnifique ce test,même s'il comporte des imprécisions dues a la différence entre un caisson et la réalité avec tous ses impondérables....
il y a une chose dont tu n'a pas tenu compte je crois..les infra rouges c'est bien...
mais la chaleur de la tôle qui se transmet par contact avec l'isolant?????
soit,que je me m'amuserait pas a faire ce genre de test pour l'instant....
bravo....
et je rappelle que la "double tôle ventilée" comme sur certaines jeep de raid,est parfaite pour créer un passage d'air entre la chaleur du soleil,et la tôle du fourgon....
même si c'est pas bô,je suis partisan d'une toiture recouverte d'une double tôle.....
n'oublions pas que la chaleur monte,que donc c'est par le toit que l'isolation doit être la plus conséquente...je crois bien....
si elle n'est écartée que de 2 cm,et qu'elle suit la ligne du toit,ça ne se verra pour ainsi dire pas...
en allemagne,dans un camping tout pres d'ici,je vois que c'est la "mode" de mettre un double toit en onduline sur les caravanes....
s'ils le font,c'est pas pour rien...ça améne sans doute aussi une isolation phonique en cas de pluie....

voici un exemple...
mais on peut faire un double toit en tôle plate bien sur....

et a fixations invisibles!!!!
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fou de deuches,si possible transformées,fou de bugatti...et maintenant,fou de voitures d'avant guerre,dont mon bibil 2 bientôt en construction,pour voyager..
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jeepsaloon
Traficaménageur


Inscrit le: 19 Juil 2006
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MessagePosté le: Mar 16 Jan 07 11:00 Répondre en citant

buga a écrit:

et plus de condensation....

En tout cas, plus de condensation visible... :wink:
buga a écrit:

le multicouches a donc une certaine utilité....


Personne ici n'a dit le contraire.
L'intérêt du travail de Mammoutt est d'avoir remis les pendules à l'heure
vis-à-vis de ses qualités isolantes "miraculeuses"
Mais il a d'autres avantages.
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