Isolant performant en nid d'abeille

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citro
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par citro » 30/06/08, 23:06

:arrow: J'ai découvert dernièrement la notion de confort estival comme qualité d'un isolant.

Cette notion, inconnue du grand public, est absente des arguments publicitaires. La raison, car il y a une raison, vient du fait que les performances estivales d'un isolant sont liées à sa densité donc à sa masse volumique. Comme les fabricants recherchent le maximum de bénéfice, ils éludent cette notion car ils préfèrent vendre des matériaux pleins d'air nécessitant le minimum de matière première plutôt que des matériaux denses... :evil:

En conséquence, la structure en nids d'abeille peut s'avérer utile en hiver mais aurait de piètres performances en été...
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dirk pitt
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par dirk pitt » 01/07/08, 14:49

comme souvent, la solution ideale n'existe pas, pour le choix des materiaux d'une maison comme pour le reste. tout est affaire de compromis.
Le confort estival dont tu parles est effectivement fonction de l'inertie (caracterisé par la capacité thermique du materiau, souvent lié effectivement à la densité) mais aussi du déphasage thermique du matériau: c.a.d du temps de restitution de l'énergie emmagasinée.
en été, on cherche une forte inertie et un fort déphasage pour essayer d'ammortir et de reculer les pics journaliers de chaleur.
En hiver, le déphasage est moins utile.
quelques infos ICI
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par Christophe » 01/07/08, 15:02

citro a écrit :Cette notion, inconnue du grand public, est absente des arguments publicitaires. La raison, car il y a une raison, vient du fait que les performances estivales d'un isolant sont liées à sa densité donc à sa masse volumique. Comme les fabricants recherchent le maximum de bénéfice, ils éludent cette notion car ils préfèrent vendre des matériaux pleins d'air nécessitant le minimum de matière première plutôt que des matériaux denses... :evil:


La ouate de cellulose est assez bonne de ce coté la...en comparaison des performances merdiques (y a pas d'autres mots) qu'on les laines chimiques sur ce point...

citro a écrit :En conséquence, la structure en nids d'abeille peut s'avérer utile en hiver mais aurait de piètres performances en été...


C'est une bonne remarque. Je voyais plutot ce genre d'isolant en rénovation pour les murs, les plafond ou plancher...donc en combinaison avec des matériaux ayant déjà des fortes inerties.
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par willaupuis » 01/07/08, 20:12

j'espère ne pas dire de bétises, mais a défaut d'un matériaux avec la forme de nid d'abeille, pas cher et de récup: le carton
qui par sa forme et ses multiples couche pourrait être aussi utilisé comme isolant???

besoin d'un conseil, vous prendriez quoi entre la paille et de la bête laine de verre comme isolant?
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par minguinhirigue » 01/07/08, 20:25

D'isolant en nid d'abeille, je ne connais que deux usages pour lesquels cela peut être utile.

Le premier c'est d'utiliser la structure alvéolaire pour conduire la lumière tout en réduisant le parcours moyen du gaz dans le complexe : vous avez alors un complexe isolant (verre+plaque de polymère alvéolaire+ verre) et translucide (fort gain solaire sur une large plage d'orientation). Le système est aussi isolant qu'un simple vitrage, mais sur des murs capteurs, Félix trombe obtenait un bilan énergétique solaire positif avec un simple vitrage dans le midi, on obtient aujourd'hui des bilans conséquents avec encore moins de soleil avec des doubles vitrages, et ont espère en obtenir plus encore avec les isolants transparents (Tranparent Insulation Material) :
- recherches en France : http://www-cep.ensmp.fr/francais/themes ... ml/16.html
- construction en Suisse : http://www.lausanne.ch/DataDir/LinkedDo ... r/2553.pdf
- liste de produits sur le site d'une association pro : http://www.umwelt-wand.de/ti/product/product.html

Autre usage intéressant de structures alvéolaires dans un complexe isolant, c'est pour "recouper" l'interstice entre deux parois soumise à un vide primaire : la forme de la bouteille thermos lui assure une résistance à des vides poussés, ce n'est pas le cas pour la surface plane des façades modernes. De ce que je sais les chercheurs (CSTB) ont réalisé des doubles vitrages plans avec vide interne, sur des largeurs de 50 cm. Avec des alvéoles maintenant l'épaisseur du complexe de sorte qu'on puisse créer un "vide" important ont peut réaliser des panneau de dimensions moyenne (1m20*2m50) et avec une isolation meilleure que tout ce qu'on a pu réaliser aujourd'hui comme complexe isolant solide pour le bâtiment (même avec l'aérogel).

Notons que les isolants transparents (translucides) n'ont pas tous une structure alvéolaire, certains ont de prismes (sélectivité par rapport à l'azimut estival), d'autres des structures cristallines (aérogel)... Il reste que les structures capillaires et particulièrement les structures hexagonales (voir le fabriquant Okalux) sont peu sélectives au regard de l'angle d'incidence solaire.

Le bilan thermique pour un isolant translucide est un savant mélange entre l'énergie lumineuse solaire qu'il laisse entrée et l'énergie calorifique qu'il laisse fuir par radiation et conduction. Choisir une grosse épaisseur de nanogel (aérogel de silice) n'est donc pas forcément une bonne solution, car l'isolation excellente est desservie par une gain solaire faible et une forte diffusivité de la lumière (par ailleurs appréciée pour l'éclairage de musée).

Que citro se rassure, la masse, l'inertie thermique existe toujours sur la majorité de ces systèmes, quand on ne laisse pas le soleil lécher directement le sol en béton de l'habitation, on le concentre sur la face extérieure de murs massifs (terre, béton, etc...)

Pour le système sous-vide, je serai tenter d'expérimenter avec des bâches de polypropylène ou d'ETFE (plastiques utiliser pour les serres agricoles) sur une structure hexagonale (~10*10 cm²), le vide dot être maintenu par une pompe qui renvoie cette air sain, mais préchauffé, dans la maison. On a alors un système d'isolation pariéto-dynamique renforcée !?
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par Bucheron » 17/07/08, 13:32

dirk pitt a écrit :[...]au passage, l'air immobile est un assez bon isolant.
C'est même le meilleur que l'on puisse trouver, avec un lambda de 0.025...
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par jlmalet » 05/01/09, 20:24

bonjour,
je suis nouveau sur le site, que je connaissais de nom mais je n'avais jamais fait un tour sur le forum
en discutant isolation avec mon frère je suis arrivé à la même question : pourquoi ne pas faire des isolants en nids d'abeille?

mon raisonnement est le suivant : l'air est un très bon isolant, donc un matériau contenant beaucoup d'air a des chances d'être un bon isolant, le problème vient des phénomènes de convection, qui diminuent son efficacité....
je me suis donc demandé comment avoir le maximum d'air dans un solide

- création de bulles
- structure mécanique

la structure mécanique qui m'est venue à l'esprit est le nid d'abeille pour plusieurs raisons :

- peu de matière autre que l'air (c'est comme cité plus haut la structure qui a le moins de périphérie donc le moins de matière annexe "conductrice"
- processus de fabrication connu et rodé
- en faisant des sandwichs successifs ont peut diminuer l'épaisseur de la cellule (donc le volume d'air) et donc diminuer les phénomènes de convection
- très bonnes propriétés mécaniques
- à priori peu cher à réaliser, voir on pourait le réaliser par recyclage de carton

donc ma question c'est pourquoi cela n'existe pas?
je ne prends en compte ici que les propriétés isolantes et pas d'autres propriétés telles que l'inertie (qui pour moi doit être réalisé par une autre couche du mur)

merci d'avance
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par minguinhirigue » 05/01/09, 22:41

L'une des raisons pour laquelle les isolants à nids d'abeille ne sont pas nombreux, c'est qu'on peut généralement faire mieux pour moins cher !

Pour isoler, la première solution est de limiter la convection, c'est ce que font tous les isolants à fibres classiques. Suivant la conductivité du matériaux choisit, il y a un optimum dans la taille moyenne des cellules*. Trop grandes, l'air est trop libre ; trop petites, les fibres conduisent trop de chaleur... Dans cette solution on est toujours limité par les 0.026 W/mK de conductivité thermique de l'air au repos (à 20°C).

La deuxième solution consiste à encapsuler un élément moins conducteur que l'air : gaz rares, polyuréthane...

La troisième solution est moins commune il s'agit de matériaux alvéolaires dont la taille des cellules s'approche du libre parcours moyen du gaz dans lequel il est plongé. Pour l'air cela signifie des mailles de 10 à 100 nm. Les molécules du gaz sont alors limitées dans leur capacité à conduire la chaleur (convection ET conduction), on peut alors avoir des conductivités thermiques inférieures à celle du gaz au repos : 0.018 W/mK à 25°C pour les nanogel** de silice dans l'air par exemple.

Réaliser des mailles hexagonales régulières, à 100 nm, c'est de l'ingénierie très chère... Alors qu'il suffit d'une matrice non "optimisée" que constitue naturellement la silice avec les procédés "gélification" fournissent un résultat somme toute formidable pour "pas très cher" (les molécules n'ont pas à être organisées)***.

Si tu tiens à des mailles hexagonales, tu pourras envisager d'approcher les extruder avec des dimensions minimales des cellules de l'ordre du mm, voir du µm, mais tu seras limité par les 0.026 W/mK à 20°C de l'air au repos, donc des performances moindre que les aérogels...

Les seuls personnes qui utilisent des structures alvéolaires pour de l'isolation le font quand le matériaux est cher, quand il y a d'autre contraintes en jeu : résistance structurelle ou visibilité :
- briques alvéolaire monomur porotherm
- panneaux alvéolaire en polycarbonate divers.

*http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/pubs/cbd/cbd149_f.html
** si aérogel est le nom scientifique, nanogel sonne bien mais est déposé par Cabot.
*** Cabot en vend pour le bâtiment, encapsulé dans des panneaux de polycarbonate. Ils sont très appréciés pour les gymnases et les musées : lumière diffuse, douce, et isolation aussi bonne que pour un mur opaque classique. Problème, l'humidité...
Dernière édition par minguinhirigue le 07/04/09, 21:38, édité 1 fois.
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par jlmalet » 07/04/09, 18:22

bonjour,
vu que j'ai été un peu trop occupé dernièrement, je n'ai plus eu trop le temps de m'y pencher...

déjà je m'étonne de la phrase "mieux et pour moins cher" car les aérogels sont certes plus isolants que l'air mais très chers.... de plus leur tenu sur le long terme est encore à prouver car comme tout gel il dépend de l'humidité qui s'y trouve... néanmoins je pense que cela serait la meilleur solution si on ne regarde pas le prix...

les mousses poly sont certes pratiques mais je ne suis pas sur au niveau de l'impact de ces derniers sur notre environnement.... et en particulier de disponibilité de cette ressource à long terme

mon but est d'approcher une conductivité thermique supérieure à celle des mousses polyurétanes tout en garantissant une non perisabilité de la ressource...

cordialement
JLM
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par minguinhirigue » 07/04/09, 22:01

Oui jmalet, "mieux pour moins cher", c'est en comparant à des panneaux à structure alvéolaire.

Car si les aréogels sont chers, quel est le rapport de prix entre un panneaux de polycarbonate à multiples alvéoles, à résistance thermique égale, et celle d'un panneau 3 à 4 fois plus mince, aux alvéoles plus grandes, et rempli de nanogel (voir les partenaires de Cabot) ? La dernière fois que j'ai fait le calcul (il y a 2 ans), le tout était favorable au nanogel, il faudrait vérifier aujourd'hui.

Parmis les produits high-tech, aujourd'hui mon préféré est le nanogel. La silice est disponible, la technologie maitrisée, les performances superbes... Mais reste les questions de la durabilité, de la stabilité à l'humidité, et de l'innocuité (nanoparticules et poumons ne font pas bon ménage)...

Je comprend que l'on puisse chercher "une conductivité thermique supérieure", et je présentai mon dernier post pour répondre à cette question.... cependant je ne suis pas un fada de l'hyperformance !

Ainsi, parmis les produits courants, je n'apprécie pas les laines minérales et encore moins les mousses poly... Mes produits préférés sont le bois massif (oui, 20 cm au Sud, et une vitre devant, c'est un super mur-trombe...), la paille et les enduits chaux allégés... Stabilité et durabilité connues, peu d'émissions, excellente régulation hygrométrique, coûts économique et énergétique initiaux faibles, ressources locales renouvelables...
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