Le mur : comment ça marche ?

On a vu précédemment que dès que la surface du mur dépassait de quelques degrés la température ambiante, les kilowatts de chaleur s'envolaient à tous vents, par convection et rayonnement thermique. Il n'y a donc que le mur de la maison qui peut, par mauvaise conductibilité thermique, résister à la pression thermique, comme le barrage hydraulique résiste à la pression de l'eau.
Les pertes par rayonnement thermique sont en parallèles, c'est à dire simultanées, aux pertes par convection, et sont donc négligeables par rapport à ces dernières, d'autant plus que dans la journée, le flux s'inverse : une pierre au soleil semble chaude, alors que la nuit elle semble froide bien que dans les deux cas elle soit à la température ambiante, ou très voisine. La conductance de la convection, avec un vent moyen, est de 8740/220=40 W/m².°C, soit une résistance thermique de R=1/G=0.025 °C.m²/W, qu'il sera légitime de négliger dans les calculs.

Si on veut limiter les pertes d'une maison de 120 m² à, par exemple, 4 kW par -7°C extérieur et 20° intérieur il faut un coefficient volumique inférieur à : 4000/27/300 = 0.49 W/m³/°C, ce qui donne un coefficient surfacique moyen de 4000/27/350 = 0.42 W/m²/°C.

Jadis, les châteaux, comme les fermettes, pour cause de matériaux, avaient des murs d'environ 60 à 80 cm d'épaisseur et voir plus, avec de petites ouvertures. Sans s'étendre dans des calculs détaillés cela donnait au mieux un coefficient surfacique de : 3/0.6 = 5 à 3/0.8 = 3.75, c'est à dire à peu près 10 fois ce que nous recherchons. Heureusement que les cheminées étaient grandes et les forêts aussi!!
Avec des murs en parpaings de 20 cm on a un coefficient d'environ 2, soit encore cinq fois de trop.
Le mieux loti était l'homme des cavernes, qui avec des dizaines de mètres de roches au dessus de sa tête ne craignait ni le froid , ni la pluie, et comme de plus il y avait toujours du feu dans sa grotte, la voûte lui rayonnait une douce chaleur. Quel confort!!
D'où la nécessité d'augmenter la résistance thermique des murs et de revenir à la technique de l'homme des cavernes.

L'isolation d'un pavillon c'est l'élimination des pertes thermiques pour obtenir du confort à un prix raisonnable.

Pour que le mur soit thermiquement résistant, il faut qu'il soit construit en matériaux légers, mais alors il ne sera pas mécaniquement résistant.
Il faut alors construire deux murs: un résistant mécaniquement et un résistant thermiquement. Il existe des matériaux compromis, étant à la fois résistant mécaniquement et thermiquement, mais moitié/moitié, et il faut doubler l'épaisseur. De plus ils sont souvent délicats à mettre en oeuvre: on a rien gagné financièrement, et il restera toujours le problème des ponts thermiques et du confort thermique dont nous allons parler, car ces types de murs ne peuvent pas servir de radiateurs.
Un mur en parpaings de 20cm recouvert de 10cm de polystyrène a un coefficient de conductibilité surfacique de k=0,33, pour un mur en béton cellulaire de 40cm, k=0,50, pour des briques alvéolaires de 40cm, k=0,70, pour un sandwich bois-polystyrène-bois de 10cm, k=0,40.

Dans le cas général, actuellement, on construit deux murs, ou presque.
Où mettre le mur isolant ? À l'intérieur du mur en maçonnerie ou à l'extérieur? Actuellement, il est généralement mis à l'intérieur. Mais alors ce n'est plus un mur, c'est une juxtaposition de panneaux d'isolation, séparés par les chapes porteuses et par les murs de refend, c'est-à-dire séparés par les ponts thermiques.