Flux de chaleur

Les photos thermiques précédentes m'ont donné envie d'essayer de faire une estimation des pertes thermiques de ma maison par les murs. D'après l'équation de la chaleur, le flux de chaleur \(\Phi\) [W] est proportionnel à la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur des murs : $$ \Phi = \frac{\lambda S}{e} (T_i - T_e)$$ Dans cette équation, \(\lambda\) [W.m\(^{-1}\).K\(^{-1}\)] est la conductivté thermique du mur, \(S\) [m\(^2\)] sa surface, et \(e\) [m] son épaisseur.

Sur les photos thermiques on voit que la température des murs intérieurs est de l'ordre de \(T_i \simeq 9\) °C, et que celle des murs extérieurs vaut typiquement \(T_e \simeq 3\) °C, soit une différence de température \(T_i-T_e \simeq 6\) °C. Une rapide recherche sur internet me dit que la conductivité thermique du béton vaut à peu près \(\lambda \sim 1.5\) W.m\(^{-1}\).K\(^{-1}\). Enfin, l'épaisseur de mon mur est de 25 cm pour une surface de 60 m\(^2\). Avec ces valeurs, on aboutit donc à : $$ \boxed{\Phi \sim 2 \text{ kW}}$$

Ma maison se comporte donc comme un radiateur chauffant l'extérieur, avec une puissance de 2 kW... Ce calcul très approché ne prend en compte que les murs, mais je pense qu'il n'est pas trop déraisonnable dans la mesure où j'ai refait l'isolation des combles l'année dernière, et que les fenêtres semblent correctes (et présentent une plus petite surface). Pour vérifier cette intuition, je compare à ma consommation de gaz de l'année dernière.

Consommation de gaz

L'année dernière, j'ai consommé en moyenne 8 m\(^3\) de gaz par jour en hiver, ce qui fait une énergie de 85 kWh, et donc une puissance moyenne de \(\boxed{P = 85/24 = 3,5\text{ kW}}\). Ainsi, d'après mes estimations, plus de la moitié de ma consommation de gaz est due au déperditions thermiques par les murs. Tout ceci me porte donc à m'intéresser à l'isolation par l'extérieur de ces murs, puisque l'isolation par l'intérieur n'est pas réaliste chez moi (petite surface, canalisations à 5 cm des murs).

Isolation extérieure

L'isolation par l'extérieur consiste à entourer la maison d'une dizaine de centimètres de matériau isolant, c'est à dire dont la conductivité thermique est très faible. Typiquement, avec de la laine de verre ou du polystyrène, \(\lambda_i = 0.045\) W.m\(^{-1}\).K\(^{-1}\), ce qui fait qu'une couche de 18 cm aboutit à une résistance thermique \(R_i = e_i/\lambda_i = 4\) m\(^2\).K.W\(^{-1}\). En comparaison, la résistance thermique de mon mur actuel est de \(R = e/\lambda = 0.17\) m\(^2\).K.W\(^{-1}\)...

On peut évaluer le flux de chaleur qu'on obtiendrait avec une telle isolation. Dans ce cas, il est probable que ce nouveau (hypothétique) mur isolé supportera l'intégralité du gradient thermique entre l'intérieur et l'extérieur, c'est à dire une différence de l'ordre de 15 °C. Ainsi, le flux de chaleur vaut : $$\boxed{ \Phi_i = \frac{S}{R_i} (15~°\text{C}) = 225 \text{ W} }$$ C'est à dire 10 fois moins qu'actuellement...

Conclusion

Il y a probablement des économies énergétiques substantielles à faire ici.