Tout savoir sur la conductivité thermique

La conductivité thermique est une grandeur physique qui détermine la quantité de chaleur transférée dans un matériau lors d’un échange par conduction. En général, plus elle est élevée pour un matériau, plus ce dernier est conducteur. Elle se mesure en W/mK. Grace à elle, le choix d’un matériau pour son isolation thermique, par exemple, devient facile.

La conductivité thermique, qu’est-ce c'est ?

Souvent notée (lambda) en physique, la conductivité thermique est une constante pour chaque matériau. Elle indique la quantité de chaleur transférée en 1s au travers d'un matériau d’1m d’épaisseur et d’1m2 de surface, lorsque la différence de température est de 1°C entre les deux faces opposées. Ce mode de transfert de chaleur s’appelle la conduction thermique.

Mesure et grandeur

La conductivité thermique se mesure en W/mK (Watt par mètre-Kelvin) dans le système international d’unités. W est l’unité de puissance Watt; m l’unité de longueur mètre, et K l’unité de température en degré Kelvin. A l’état stationnaire, on détermine la conductivité thermique d’un matériau en se basant sur la relation entre le flux de chaleur qui passe à travers ce matériau et le gradient de température qu’il génère.

Propriétés

Pour les matériaux homogènes, plus la conductivité thermique est faible, plus le corps est isolant. Plus elle est élevée, plus le corps est conducteur de chaleur. La conductivité thermique d’un matériau dépend très nettement de la nature de ce dernier, de son humidité et de sa température. En général, un bon conducteur d’électricité est très souvent un bon conducteur thermique. Bien sûr, il y a des exceptions. La plus fameuse est celle du diamant. Variation avec la température La conductivité thermique L des matériaux solides varie selon la relation suivante : L = L' (1+at). Attention : cette équation n'est pas valide pour les hautes températures. L' : la conductivité thermique du corps à 0°C.
a : coefficient caracteristique du corps.
t : la température en degré kelvin. Notez que "a" est supérieur à 0 pour les isolants, et inférieur à 0 pour les conducteurs thermiques. Un corps perd sa capacité d'isolation lorsque la température augmente. De même, il perd sa capacité de conduction quand la température chute.

Quelques conductions thermiques de matériaux de construction

- Air (sec et immobile) : 0.0262.
- Brique perforée allégée : 0.4.
- Bois de pin (parallèle aux fibres) : 0.36.
- Bois de pin (perpendiculaire aux fibres) : 0.15.
- Eau : 0.6 Liège : 0.05.