Résistance thermique R : comprendre et calculer

La résistance thermique R mesure la capacité d'une couche à freiner la chaleur. Elle s'exprime en m²·K/W et se calcule en divisant l'épaisseur en mètres par le lambda du matériau : 0,140 m de laine de roche à 0,036 W/(m·K) donnent R = 3,9. Plus R est élevé, moins la paroi laisse passer de chaleur. C'est cette valeur, et non l'épaisseur seule, que les aides à la rénovation imposent et que la certification ACERMI garantit.

Ce que mesure R, et pourquoi ce n'est pas le lambda

Deux grandeurs se ressemblent et ne disent pas la même chose. Le lambda (λ), en W/(m·K), caractérise le matériau : c'est le flux de chaleur qui traverse un mètre d'épaisseur pour un écart d'un degré. Il ne dépend pas de l'épaisseur du panneau. La résistance thermique R, en m²·K/W, caractérise la couche posée : elle combine le matériau et son épaisseur.

La formule tient en une ligne : R = e / λ, avec e l'épaisseur exprimée en mètres. Un panneau de polyuréthane de 100 mm à λ = 0,022 donne R = 0,100 / 0,022 = 4,55. Un panneau de polystyrène blanc de même épaisseur, à λ = 0,038, ne donne que 2,63. À performance égale, c'est l'épaisseur qui varie : le détail matériau par matériau figure sur la page épaisseur d'un panneau isolant.

R s'additionne d'une couche à l'autre, jamais λ. Un doublage de 100 mm de PIR posé sur 60 mm de laine de roche existante donne R = 4,55 + 1,67 = 6,22. Cette additivité rend le calcul d'une paroi complète accessible sans logiciel.

Calculer le R et le U d'une paroi complète

Une paroi ne se résume pas à son isolant. On additionne la résistance de chaque couche, y compris les résistances superficielles des lames d'air en contact avec les faces, normalisées par la NF EN ISO 6946.

Exemple d'un mur en béton banché de 200 mm (λ = 1,65, donc R = 0,12) isolé par l'extérieur avec 140 mm de polystyrène graphité (λ = 0,031, R = 4,51) et un enduit mince (R = 0,02). Le total vaut 0,13 + 0,12 + 4,51 + 0,02 + 0,04 = 4,82 m²·K/W. Le coefficient de transmission surfacique U est l'inverse de ce total : U = 1 / 4,82 = 0,21 W/(m²·K). C'est U qui sert dans les calculs réglementaires, R qui sert dans les critères d'aides.

Le support maçonné pèse peu : dans cet exemple, il apporte 2 % du total. Les ossatures, elles, pèsent lourd. Une ossature bois de 45 mm traversant l'isolant tous les 60 cm dégrade le U de la paroi de 10 à 20 % ; une ossature métallique non désolidarisée, davantage. Les principes de mise en œuvre qui limitent ces ponts thermiques sont détaillés sur la page poser des panneaux isolants.

Les R minimaux exigés pour les aides

MaPrimeRénov' et les certificats d'économies d'énergie ne financent une isolation que si la résistance thermique de l'isolant posé atteint un seuil, par type de paroi. Ces seuils portent sur l'isolant seul, hors support et hors résistances superficielles.

Le R certifié : ACERMI et marquage CE

Le R imprimé sur l'emballage n'est opposable que s'il est certifié. Le marquage CE, obligatoire, donne un lambda déclaré λD calculé avec un intervalle de confiance de 90 % sur 90 % de la production. La certification ACERMI, délivrée par le CSTB et le LNE, va plus loin : elle vérifie par prélèvements en usine l'épaisseur, le lambda, le R et un profil d'aptitude à l'emploi noté ISOLE.

• I — incompressibilité, de I1 à I5 : au moins I4 sous une chape flottante.
• S — stabilité dimensionnelle, de S1 à S4.
• O — comportement à l'eau, de O1 à O3 : O3 exigé en soubassement enterré.
• L — résistance à la traction, de L1 à L4 : critère des systèmes collés.
• E — perméance à la vapeur d'eau, de E1 à E5, à croiser avec le choix d'un pare-vapeur.

Le certificat porte aussi la réaction au feu selon la norme EN 13501-1, de A1 (incombustible, cas des laines minérales) à F. Un isolant sans numéro de certificat ACERMI vérifiable ne devrait pas être retenu pour un chantier subventionné.

Ce que R ne dit pas

R décrit un régime permanent, en hiver, sur une paroi sèche. Trois phénomènes lui échappent complètement. Le confort d'été dépend du déphasage, donc de la masse et de la chaleur massique du matériau : à R identique, 220 mm de fibre de bois retardent l'onde de chaleur de 11 à 13 heures contre 4 heures pour du polystyrène, argument développé sur la page panneau fibre de bois. La sécurité incendie relève du classement EN 13501-1, indépendant de R. Enfin, un isolant humide perd de sa performance : 5 % d'eau en volume dans une laine minérale peut coûter la moitié de son R. La méthode qui croise ces critères est présentée dans le guide choisir un panneau isolant, et l'ensemble des matériaux dans le guide isolation.