Chapitre 3 – Rayonnement thermique et effet de serre | Terminale Bac Pro ERA-MA | Physique-Chimie | ⏱ 50 min
Dernière mise à jour : 4 mai 2026, 13:00
Faisant suite à l'audit thermique (activité 2), Léna doit choisir un isolant pour la toiture de son atelier (200 m²). Elle veut un produit cohérent avec son métier : biosourcé, idéalement à base de bois.
R = e / λ
R en m²·K/W, e en m, λ en W/(m·K).
Plus R est grand, mieux la paroi isole. Norme RE2020 combles : R ≥ 7 m²·K/W.
| Isolant | λ (W/m·K) | R | Énergie grise (kWh/m³) | Origine | Prix posé/m² |
|---|---|---|---|---|---|
| A — Laine de verre Isover | 0,032 | 10,0 | 250 | Verre recyclé | 22 € |
| B — Ouate de cellulose Soprema | 0,039 | 8,2 | 50 | Papier journal recyclé | 26 € |
| C — Fibre de bois Pavatex | 0,038 | 8,4 | 120 | Bois (résidus scieries) | 38 € |
Cahier des charges : R ≥ 7 m²·K/W, surface 200 m², budget ≤ 6 500 €, sensibilité écologique forte (matériau biosourcé préféré).
📚 Cette activité réinvestit les notions du cours §5 (résistance thermique) et fait le lien avec l'audit thermique (activité 2).
Rappeler la relation entre R, épaisseur e et conductivité λ. Vérifier les valeurs de R des 3 isolants pour e = 320 mm.
R = e / λ (R en m²·K/W, e en m, λ en W/m·K).
Les 3 dépassent le minimum R ≥ 7 (norme RE2020 combles).
Que signifie un λ plus petit ? Quel isolant est le plus performant à épaisseur égale ?
Plus λ est petit, moins le matériau conduit la chaleur → meilleur isolant.
Classement de la performance (à épaisseur égale) :
Mais à 320 mm, les 3 sont conformes RE2020 (R > 7).
Calculer le coût total pour 200 m² avec chaque isolant. Lesquels respectent le budget ≤ 6 500 € ?
Seuls A et B sont compatibles avec le budget de Léna.
Comparer les énergies grises et conclure sur le critère écologique.
Classement de l'énergie grise (du plus écologique au moins écologique) :
L'énergie grise est l'énergie nécessaire à la fabrication du matériau. Plus elle est faible, moins l'isolant a d'impact CO₂ avant même son installation.
La laine de verre est 5 fois plus énergivore à fabriquer que la ouate de cellulose.
Critère de cohérence métier : quel isolant est le plus en lien avec une activité d'ébénisterie ?
C — Fibre de bois Pavatex : fabriquée à partir de résidus de scieries (chutes que les ébénistes connaissent bien). Cohérence parfaite : Léna isole un atelier de bois avec un matériau de bois.
Argument supplémentaire : le bois stocke du CO₂ pendant toute la durée de vie de l'isolant (~ 50 ans).
Mais cette cohérence métier ne suffit pas : le surcoût de 2 400 € est important.
Récapitulatif : quel isolant satisfait le mieux les 3 critères (budget + écologie + cohérence métier) ?
| Critère | A laine verre | B ouate | C fibre bois |
|---|---|---|---|
| R ≥ 7 | ✓ (R=10) | ✓ (R=8,2) | ✓ (R=8,4) |
| Budget ≤ 6500 | ✓ (4400€) | ✓ (5200€) | ❌ (7600€) |
| Écologique | ❌ (250) | ✓✓ (50) | ✓ (120) |
| Cohérence métier | — | moyen | ✓✓ (bois) |
Conclusion : B (Ouate de cellulose) est le meilleur compromis. Économique (5 200 €), très écologique (50 kWh/m³), cohérence métier moyenne mais correcte (papier recyclé = matière biosourcée).
Si Léna obtient une aide MaPrimeRénov' de 30 % du coût HT, recalculer les coûts nets. La fibre de bois (C) devient-elle accessible ?
Coûts nets après aide 30 % :
La fibre de bois redevient accessible avec les aides. Léna peut alors faire le choix idéal : C (cohérence métier) à 5 320 € net.
Toujours se renseigner sur les aides avant de décider : MaPrimeRénov', CEE, Éco-PTZ peuvent transformer un projet.
Rédiger en 5 lignes la recommandation finale pour Léna (avec et sans aides).
Recommandation isolant — atelier 200 m²
Sans aides : Ouate de cellulose Soprema (B). Coût 5 200 €, R = 8,2, énergie grise minimale (50 kWh/m³), papier recyclé. Le meilleur compromis budget/écologie.
Avec aides MaPrimeRénov' (30 %) : Fibre de bois Pavatex (C). Coût net 5 320 €, R = 8,4, parfaite cohérence métier ébéniste, 100 % bois.
À éviter : laine de verre (A). Économique (4 400 €) mais énergie grise 5× plus élevée.
Vérifier les aides avant signature du devis (gain potentiel 30-50 %).
L'isolation par soufflage (ouate, fibre de bois) est plus rapide que la laine de verre en panneaux. Quels autres isolants biosourcés existent et avec quels avantages ?
Autres isolants biosourcés :
Avantage commun : énergie grise faible (50-150 kWh/m³), ressources renouvelables, fin de vie compostable ou recyclable.
Inconvénients : prix souvent supérieur, disponibilité variable selon les régions, mise en œuvre parfois plus délicate.