Les propriétés isolantes du bois, dont les maisons en rondins sont le meilleur exemple

Le bois a un comportement intéressant lorsqu'il entre en contact avec une source de chaleur. Si l'on place une flamme nue sous un tas de bois sec, celui-ci s'enflamme et brûle en dégageant de la chaleur. En revanche, si nous remuons avec une cuillère en bois dans une casserole où quelque chose est en train de bouillir ou de frire dans de l'huile chaude, la queue de la cuillère ne chauffe pas, ce qui nous permet de continuer à cuisiner. Ces deux manifestations sont liées aux propriétés thermiques du bois. Ces propriétés sont à l'origine de la capacité du bois à être un bon isolant thermique naturel et de son utilisation de plus en plus populaire en tant que source d'énergie.

Quelles sont les propriétés thermiques du bois ?

Les propriétés thermiques du bois sont la capacité thermique, la conductivité thermique, la chaleur spécifique et la diffusivité thermique.

Valeur calorifique est la quantité de chaleur dégagée par un kilogramme de bois pendant la combustion. Le bois est un matériau contenant de l'eau et son rendement calorifique dépend de sa teneur en eau ; plus le bois est sec, plus son rendement calorifique est élevé. En effet, une partie de la chaleur dégagée est utilisée pour évaporer l'eau contenue dans le bois. Le bois anhydre, complètement sec, donne la valeur calorifique maximale. Mais la valeur réelle est bien inférieure, car le bois à brûler a un taux d'humidité parfois supérieur à 12-14%. En savoir plus sur le pouvoir calorifique des différentes essences de bois ici.

Conductivité thermique est la propriété du bois à conduire la chaleur. Elle est exprimée par le coefficient de conductivité thermique λ (lambda) et représente la quantité de chaleur qui traverse une paroi plane de 1 m² de surface et de 1 m d'épaisseur pendant une heure pour une différence de température entre les deux faces de la paroi de 1°C. En résumé, le coefficient λ nous renseigne sur la qualité d'isolation du bois. Sa valeur dépend de l'essence, de la densité, de l'orientation par rapport à l'axe central, de l'humidité. Nous verrons dans un instant comment il varie en fonction de ces éléments.

Chaleur spécifique est la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température de 1 kg de bois de 1°C. Elle augmente avec la température et l'humidité. Elle augmente avec la température et l'humidité. La chaleur spécifique du bois est beaucoup plus élevée que celle du métal, c'est-à-dire que pour une même quantité de chaleur reçue, la température du bois s'élève beaucoup moins que celle du métal. C'est pourquoi nous utilisons sans problème la cuillère en bois pour remuer les aliments, alors que nous devons abandonner rapidement la cuillère en métal parce qu'elle devient brûlante.

Diffusion thermique est la capacité du matériau à augmenter sa température à un certain rythme sous l'action de la température. Le coefficient de diffusivité thermique est essentiellement le rapport entre sa capacité à conduire la chaleur et sa capacité à l'emmagasiner. Dans le bois, ce rapport est beaucoup plus faible que dans le métal, ce qui explique ses propriétés isolantes. La diffusivité thermique du bois dépend de l'humidité, de la température et de la direction par rapport à l'axe central. Le coefficient de diffusion thermique est important dans le processus de séchage du bois, de collage à chaud, d'étuvage et de pressage.

Plus il est poreux et moins il est dense, meilleur est l'isolant thermique.

Le bois est un isolant thermique naturel grâce à sa structure cellulaire. Les vides à l'intérieur sont responsables de cette propriété car ils ne contribuent pas au transfert de chaleur d'un côté à l'autre. Par conséquent, plus le bois est poreux et moins il est dense, plus il est isolant. Ses propriétés isolantes en font un bon matériau de construction, avec une consommation d'énergie moindre là où il est utilisé. Par exemple, le coefficient de conductivité thermique de bois de construction est de 0,13 W/mK, tandis que pour le béton armé et la maçonnerie, il est de 2,30 W/mK.

Les capacités d'isolation dépendent non seulement densité du bois mais aussi en fonction de l'essence, du taux d'humidité, de la direction par rapport à l'axe central et de la température. Plus le taux d'humidité est élevé, plus la conductivité est importante et moins le bois est isolant. En effet, l'eau remplit les interstices et contribue ainsi à la transmission de la chaleur. Dans le sens longitudinal, la conductivité du bois est 2 à 3 fois plus élevée que dans les sens radial et tangentiel. Dans le sens des fibres, la chaleur est plus facilement transmise, car le bois est moins isolant dans cette direction. La conductivité augmente également avec la température, lorsque l'expansion dans les directions radiale et tangentielle est plus importante. En raison de cette dilatation, la quantité de chaleur transférée dans ces directions est plus importante, ce qui entraîne une diminution des propriétés isolantes.

Comme je l'ai dit, les propriétés isolantes du bois dépendent également de l'essence. Les différences de densité et de structure cellulaire font que certaines essences conviennent mieux que d'autres pour les parquets, les revêtements ou même la construction de maisons. L'étude de ces propriétés montre que le peuplier canadien (0,090 W/mK) et le sapin (0,110 W/mK) ont de bien meilleures propriétés isolantes que le chêne (0,197 W/mK) ou le prunier (0,179 W/mK). En savoir plus ici une étude très intéressante portant sur plus de 30 essences de bois et sur leurs propriétés d'isolation thermique.

Pourquoi les maisons en bois sont-elles le meilleur exemple des propriétés isolantes du bois ?

L'exemple le plus éloquent des propriétés isolantes du bois est le suivant maisons à bușteni. Ils sont entièrement construits en rondins de bois résineux non transformés, sans aucune autre couche d'isolation. Le seul élément isolant utilisé se trouve entre les rondins et contribue notamment à une meilleure liaison entre les rondins. S'il s'agit d'une maison bien faite et que le bois a été séché au préalable afin qu'il ne soit pas surmené et que des fissures n'apparaissent pas entre les rondins, la maison garde la chaleur en hiver et la fraîcheur en été, ce qui se ressent dès que l'on entre dans la maison.

Isolation thermique de la maison est assurée uniquement par des bûches de bois tendre qui, en raison de leur faible densité, ont un coefficient de transfert de chaleur plus faible. La capacité de stockage de la chaleur est élevée, de sorte que le bois stocke la chaleur à l'extérieur pendant la journée et la restitue à l'intérieur pendant la nuit. Si le bois a séché avant la construction et que la maison s'est tassée après la construction, l'humidité du bois sera faible et le transfert de chaleur sera lent.

Même si le bois est un bon matériau isolant, il n'est pas plus efficace que les matériaux d'isolation

À l'exception des maisons en rondins, où l'épaisseur des rondins est suffisante pour assurer l'isolation thermique nécessaire, à l'exception des maisons en rondins, l'épaisseur des rondins est suffisante pour assurer l'isolation thermique nécessaire. maisons sur structure en bois un matériau isolant est nécessaire. Les propriétés isolantes du bois ne sont pas suffisantes et un revêtement supplémentaire est nécessaire pour obtenir une maison économe en énergie. L'avantage de ces maisons est qu'une grande partie de l'isolation est placée dans les murs, ce qui permet d'obtenir une maison bien isolée avec une plus grande surface de plancher.

Les propriétés isolantes du bois sont également utilisées pour fabriquer des matériaux d'isolation très efficaces. Matelas et panneaux de fibres de bois ont non seulement de très bonnes propriétés isolantes (0,038 W/mK), mais l'avantage d'être naturels apporte des bénéfices supplémentaires évidents.

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