La conductivité thermique s’exprime en différentes unités selon le secteur et la région : l’ingénierie et la physique fondées sur le SI utilisent le watt par mètre-kelvin (W/(m·K)), le bâtiment et le CVC aux États-Unis utilisent le BTU par heure-pied-°F, et certaines références anciennes utilisent l’unité calorique du système CGS. Toutes mesurent la même propriété du matériau — sa capacité à transmettre la chaleur — avec des échelles différentes. Cet article explique le lien entre chaque unité et l’unité SI de base, ainsi que le rapport entre la conductivité thermique et la valeur R, plus connue.

W/(m·K), l’unité de référence commune

Chaque unité de conductivité thermique de ce convertisseur se ramène à un multiple de W/(m·K), l’unité SI de base. Elle représente le débit thermique traversant une plaque de matériau d’1 mètre d’épaisseur et par mètre carré de section, pour une différence de température de 1 kelvin. Une fois les unités exprimées en W/(m·K), la conversion entre deux unités — par exemple de cal/(s·cm·°C) en BTU/(hr·ft·°F) — se fait en une multiplication puis une division par cette unité commune, selon le même principe que le convertisseur d’unités général de cette page.

Pourquoi le bâtiment américain utilise encore le BTU/(hr·ft·°F)

Les codes du bâtiment américains, les calculs de charges CVC et la plupart des fabricants américains d’isolants publient la conductivité thermique (et son inverse, la valeur R) en unités impériales, héritées des normes de construction et des caractéristiques des équipements. Un matériau indiqué à 1.7307 W/(m·K) est physiquement identique à un matériau indiqué à 1 BTU/(hr·ft·°F) : seul le système d’unités de la fiche technique change. Dans les projets internationaux, les ingénieurs convertissent souvent ces unités pour rapprocher les caractéristiques de matériaux fabriqués aux États-Unis des calculs de conception en SI.

Conductivité thermique et valeur R

La conductivité thermique (valeur k) mesure la capacité d’un matériau à conduire la chaleur pour une épaisseur donnée ; la valeur R mesure la résistance au flux thermique d’une épaisseur précise de ce matériau. Ces grandeurs varient en sens inverse et dépendent aussi de l’épaisseur : R = épaisseur ÷ k. Un matériau à faible valeur k, comme la laine de verre à 0.04 W/(m·K), nécessite moins d’épaisseur qu’un matériau à valeur k élevée pour atteindre une valeur R donnée. Une fois l’épaisseur et la valeur k connues, utilisez le calculateur de valeur R pour trouver la résistance isolante, ou les calculateurs de chaleur spécifique et de transfert thermique pour d’autres calculs liés aux flux de chaleur.