La R-value sans unité

ChP · 17-12-2010 13:13:32

Étant à la recherche d'un matelas isolant, léger, pas cher et pratique (la demande classique du MUL), je me suis penché sur ce que représente la "R-value" afin de comparer les performances de ces différents matelas dont on nous donne cette valeur.

D'abord, c'est quoi la "R-value" . C'est la résistance thermique d'un matériau par unité de surface et pour l'épaisseur que fait ce matériau. Cette valeur a une unité (je ne l'ai jamais vu notée) :

- dans le système SI : m².°K/W
- dans le système US : ft².°F.Hour/BTU

Compte tenu des unités utilisées, la R-value dans le système US est 5,78 fois plus élevée que celle donnée dans le système SI.

Pour calculer cette valeur, il faut connaître la conductibilité thermique (C) du matériau et appliquer la formule :

R-value = épaisseur / C

Exemple : air immobile (on fait pas mieux) : C = 0.0262 W/m².°K
Soit pour une épaisseur de 1 cm une R-value de : 0,01 / 0,0262 = 0,38 m².°K/W

Que peut-on faire de cela ? Outre la comparaison entre différents matériaux, on peut simplement calculer la puissance perdue par unité de surface qui vaut : P = (T1- T2) / R-value

Exemple : soit un produit de R-value de 3 m².°K/W et (T1 - T2) = 18 °K , la perte est de 18 / 3 = 6 W/m²

Revenons à nos moutons ou plutôt à nos matelas. Prenons l'exemple d'un auto gonflant (le Prolite 3 de Therm-a-Rest), son épaisseur est de 2, 5 cm et sa R-value de 2, 2 (sans unité !). Comparons cela à une tranche d'air immobile de 2, 5 cm d'épaisseur, sa R-value est de 0,38 . 2,5 = 0,95 m².°K/W.

Surprise, notre matelas est 2,2 / 0,95 = 2,3 fois plus isolant que l'air immobile … il y a un problème. La conclusion toute simple est que la R-value de ce matelas est donnée dans le système US (normal, le fabricant est américain), ce qui fait que dans notre système, la R-value de ce matelas est de 2,2 / 5,78 = 0,38 m².°K/W ; soit 0,95 / 0,38 = 2,5 fois moins isolant que l'air immobile. Cela me paraît beaucoup plus réaliste.

Prenons maintenant un Néo-Air (du même fabricant) : e = 6,35 cm et R-value = 2,5 . Recomparons à de l'air immobile de 6,35 cm d'épaisseur : R-value = 0,38 . 6,35 = 2,4 m².°K/W. Les valeurs entre le matelas et l'air immobile sont pratiquement identiques. Est-ce pour autant que cette fois les unités utilisées par Therm-a-Est seraient celles du système SI ? Cela voudrait dire que le Nèo-Air a un pouvoir isolant égal à celui de l'air immobile ? Je doute. Mais alors, si c'est le système US, sa R-value en système SI est de 2,5 / 5,78 = 0,43 soit 2,4 / 0,43 = 5,5 fois moins bon que l'air immobile.

NOTA IMPORTANT : je ne formule aucune critique envers ces deux matelas qui m'ont servis d'exemple, les autres étant à l'avenant.

En conclusion de cette longue explication et à l'éclairage des différentes valeurs relevées sur différents types de matelas de différentes marques, j'oublie ce terme dont l'exploitation sans unité et sans référence de ce qu'il représente me semble impossible.

Peut-être avez-vous plus d'infos que je n'ai à ce sujet. Merci de m'éclairer.

Cordialement.

Pierre

arnom · 17-12-2010 13:34:34

Très intéressant comme sujet !
Par contre, tu as fait une erreur de calcul sur le néoair : il est 2.21 fois moins isolant que l'air immobile (0.95/0.43 = 2.21). Finalement il n'y a pas tant de différence que ça entre un prolite 3 et un néoair en regardant ça du point de vue de l'air immobile.

En lisant ton post, j'ai tendance à penser que toutes les R-values de tous les matelas sont calculés avec le système métrique US, qui est plus favorable : en terme de valeur absolue mais aussi par rapport à la concurrence.

ChP · 17-12-2010 14:24:37

arnom a écrit :

...Par contre, tu as fait une erreur de calcul sur le néoair : il est 2.21 fois moins isolant que l'air immobile (0.95/0.43 = 2.21). ...

Ben non, je n'ai pas fait d'erreur. La valeur de 0,95 que tu prends est celle qui correspond à 2,5 cm d'épaisseur. Ici, le Néo-Air fait 6,35 cm.

Pour 6.35 cm d'épaisseur, la R-value de l'air est 0,38 . 6,35 = 2,4 m².°K/W

la R-value du Néo-Air est de 2,5 en US, soit 2,5 / 5,78 = 0,43 m².°K/W

d'où le rapport : 2,4 / 0,43 = 5,5.

C'est pour le moins bizarre tous ces écarts .

Cordialement .

Pierre

SpySNL · 17-12-2010 15:43:27

Bon sujet de discussion.
Néanmoins, je ne vois pas le problème...

Le Prolite3 contient de la mousse, donc il immobilise assez bien l'air dans les alvéoles. Le Néoair par contre non, donc il est forcément moins efficace à épaisseur égale à cause de la convection.

Par contre le Néoair est beaucoup plus épais, utilise la réflexion et est moins lourd, donc au final il s'en sort mieux, le confort en prime.

Je ne vois pas le souci...

faydc · 17-12-2010 16:02:10

Définition_RValue.

Je propose que quand ce fil aura fait le tour du sujet, on crée (un ou plusieurs volontaire) un synthèse dans le wiki. Ce serait l'occasion de synthétiser les autres fils.
Ta définition m'a l'air déjà très riche.

FAb

Dernière modification par faydc (17-12-2010 16:02:36)

SpySNL · 17-12-2010 16:20:41

faydc a écrit :

Définition_RValue.
Je propose que quand ce fil aura fait le tour du sujet, on crée (un ou plusieurs volontaire) un synthèse dans le wiki. Ce serait l'occasion de synthétiser les autres fils.
Ta définition m'a l'air déjà très riche.
FAb

Le problème n'est pas tant sa définition que son usage par les marques et sa pertinence dans nos critères de choix... C'est, il me semble, ce que ChP voulait pointer du doigt...

Bison · 17-12-2010 16:39:48

Voir pour info
Tableau comparatif des "R-Value" d'après Exped

On voit qu'un matelas garni de duvet (downmat7) d'une épaisseur de 7 cm, a une R-Value américaine de 5,9
Dans le bas du tableau, référence r-value <> RCT. Le duvet, comme les alvéoles des auto-gonflants font la différence par rapport a la circulation d'air peu entravée du Neo-air.
Le prix? Poids et encombrement ...

L'accès à la section "matelas" garnis de duvet de Exped

NB :
Dans les rapports de test EN 13537, par contre, je crois bien que le R-Value est exprimée en unités métrique ...

Il serait intéressant de connaître le protocole de test, pour les matelas ...

eraz · 17-12-2010 18:47:37

SpySNL a écrit :

Le Prolite3 contient de la mousse, donc il immobilise assez bien l'air dans les alvéoles. Le Néoair par contre non, donc il est forcément moins efficace à épaisseur égale à cause de la convection.

Kikoo Spy

En fait l'innovation du Neoair est de posséder une dizaine (je ne connais pas le nombre exact) de feuilles minces qui vont constituer autant de barrières à la convection de l'air. Donc le Neoair devrait être plus efficace qu'un Prolite3, car son épaisseur est double (donc 2 fois plus d'air isolant).

eraz

Dernière modification par eraz (17-12-2010 18:55:59)

ChP · 17-12-2010 18:49:34

SpySNL a écrit :

... Néanmoins, je ne vois pas le problème...

Tout simplement que sans unité, on ne sait pas a priori à quoi s'en tenir.

Je ne fais d'étude comparative entre le Prolite et le Néo-Air, juste à l'aide de ces deux exemples, j'essaie de voir quelle unité est utilisée.

@Bison : merci pour le lien vers Exped.

Cordialement.

Pierre

SpySNL · 17-12-2010 19:07:51

eraz a écrit :

SpySNL a écrit :
Le Prolite3 contient de la mousse, donc il immobilise assez bien l'air dans les alvéoles. Le Néoair par contre non, donc il est forcément moins efficace à épaisseur égale à cause de la convection.
Kikoo Spy
En fait l'innovation du Neoair est de posséder une dizaine (je ne connais pas le nombre exact) de feuilles minces qui vont constituer autant de barrières à la convection de l'air. Donc le Neoair devrait être plus efficace qu'un Prolite3, car son épaisseur est double (donc 2 fois plus d'air isolant).
eraz

Oui, OK ,je sais ça Mais la convection est quand même beaucoup plus importante dans un sandwich de feuilles que dans de fines bulles de mousse
Voilà pourquoi (entre autres) le NéoAir doit être si épais pour arriver à la même R-Value que le Prolite...

@ChP: A mon avis le rapport est tellement grand (5,7) entre le R-Vaue US et EU qu'on ne peut pas se tromper si on connait l'épaisseur et la composition approximative du matelas... si ?

domi33 · 17-12-2010 20:01:47

bonsoir,

on pourrait essayer une manip comparative :
le matelas à tester, un volontaire qui dors sur le dos (le même pour tous les tests), un quilt pour ne tester que l'isolation du matelas, le tout dans une chambre froide à température controlée comme on en trouve dans tous les restaus, cantines,...
(à plusieurs, en changeant de matelas régulièrement, on aurait une vue statistique plus juste)

et voir si les résultats correspondent avec les R annoncées

à+
dominique

ChP · 17-12-2010 20:03:27

SpySNL a écrit :

... @ChP: A mon avis le rapport est tellement grand (5,7) entre le R-Value US et EU qu'on ne peut pas se tromper si on connait l'épaisseur et la composition approximative du matelas... si ?

Ce n'est pas EU, c'est SI : Système International.
Je me suis posé des questions en voyant les valeurs d'un matelas comportant de la mousse et un n'en comportant pas. Je n'imaginais pas l'écart si grand.
Sincèrement, avant que je ne te donne les formules et les unités, aurais-tu été capable de calculer la puissance perdue par le matelas XXX avec un écart de température (T1-T2) dans les bonnes unités ? Moi, non .

Cordialement.

Pierre

SpySNL · 17-12-2010 20:36:16

ChP a écrit :

SpySNL a écrit :
... @ChP: A mon avis le rapport est tellement grand (5,7) entre le R-Value US et EU qu'on ne peut pas se tromper si on connait l'épaisseur et la composition approximative du matelas... si ?
Ce n'est pas EU, c'est SI : Système International.
Je me suis posé des questions en voyant les valeurs d'un matelas comportant de la mousse et un n'en comportant pas. Je n'imaginais pas l'écart si grand.
Sincèrement, avant que je ne te donne les formules et les unités, aurais-tu été capable de calculer la puissance perdue par le matelas XXX avec un écart de température (T1-T2) dans les bonnes unités ? Moi, non .
Cordialement.
Pierre

Au temps pour moi, SI évidemment, pas EU.... (mais de facto d'après ce que j'ai compris en Europe on utilise l'unité SI majoritairement...)

En effet, je serai bien incapable de retrouver les formules comme tu l'as fait. Mais est-ce bien utile?

OUI si tu ne fais pas confiance aux données fabricants (et il y a des chances que tu ai raison)
NON si on fait confiance aux fabricants ET qu'on ne se sert du R-Value qu'à des fins de comparaison entre les matelas et non pour prédire des résultats thermiques ou des T° confort etc...

Je me contenterai de leur valeur indicative et relative. Comme pour le T° EN des sacs de couchage. A chacun de se faire sa propre échelle ensuite (oui je sais, c'est pas cool pour les non geek et les débutants )

ChP · 17-12-2010 21:36:44

SpySNL a écrit :

... Mais est-ce bien utile?
OUI si tu ne fais pas confiance aux données fabricants (et il y a des chances que tu ai raison)
NON si on fait confiance aux fabricants ET qu'on ne se sert du R-Value qu'à des fins de comparaison entre les matelas et non pour prédire des résultats thermiques ou des T° confort etc...

A priori, je fais confiance aux données fabricants, ce qui ne m'empêche pas d'en évaluer la pertinence compte tenu de mes connaissances (il arrive souvent qu'un zéro de trop ou de moins se glisse dans les notices). C'est vrai que d'une manière générale, cette donnée va servir plus à des comparaisons qu'à des calculs. Pour autant, et compte tenu des des écarts notés selon les mode de garnissage, avoir des unités ne peut que faciliter la tâche.

SpySNL a écrit :

... Je me contenterai de leur valeur indicative et relative. Comme pour le T° EN des sacs de couchage. A chacun de se faire sa propre échelle ensuite (oui je sais, c'est pas cool pour les non geek et les débutants )

Là, je suis tout à fait d'accord avec toi. le cinquième chiffre après la virgule (comme le troisième, voire souvent le deuxième) m'importe peu. C'est l'ordre de grandeur qui compte .

Cordialement.

Pierre

eraz · 18-12-2010 03:37:09

Kikoo à tous

Ce qui m'étonne dans cette idée d'écart de 1 à 5 pour les R value, c'est que j'ai toujours rencontré des chiffres cohérents, que ce soit pour les fabricants européens ou américain... Jamais vu d'un côté une R value annoncée de dison 2,5... et d'un autre une R value de 12 ou de 0.5 pour un produit équivalent...

J'ai toujours vu des R value comprises entre 2 et 3 en général pour les mousses épaisses et autogonflants... et des R value de 0.5 à 2 pour les mousses plus fines, en fonction de leur épaisseur. Et les R value de 5 à 8 pour les matelas spéciaux, avec duvet ou isolant intégré (et avec les poids autour du kg).

Est-ce que la R value SI 5 fois plus petite est utilisée? J'en doute. A mon avis, un fabricant qui a le choix entre les 2 systèmes va systématiquement choisir la valeur US, ne serait-ce que pour pouvoir se comparer avec le "leader" du matelas : Thermarest. En effet j'imagine si Exped par exemple utilisait le système SI et annonçait une R value de 1 (norme SI, elle est de l'ordre de 6 en norme US) pour ses super matelas isolés avec duvet intégré alors qu'un bête Thermarest, 2 fois plus léger est annoncé à 2.5.

eraz

Bison · 18-12-2010 13:10:47

Bonjour,

La r-value en SI est utilisée dans les rapports de test EN13537 des sacs de couchage.

Evidemment, ce n'est pas le même protocole de test ... mais c'est la même grandeur qui est mesurée.

Intéressant de voir que des sacs de couchage 0° Confort ont une R-Value (SI) de 1,04

Sachant que la partie comprimée d'un sac de couchage isole très peu, il faut donc compter sur un matelas ayant une R-value en SI à peu près équivalente, si on veut que l'isolation du matelas soit "à la hauteur" de celle du sac de couchage.

Bref ... un matelas avec une R-value en unités US de quatre ou cinq pour s'isoler correctement d'un sol à 0°

Je vais dire 4 au minimum pour moi (Ça cloppe avec ce que j'utilise en hiver)

Dernière modification par Bison (18-12-2010 13:11:17)

seb0b0 · 18-12-2010 13:30:23

Bonjour Pierre,

L'article Wikipedia US sur la R-value (avec les références associées) me paraît pas mal. Il explique entre autres que la R-value en unités SI est usuellement notée RSI pour éviter les confusions.

La commission fédérale américaine du commerce (FTC - Federal Trade Commission) a édicté une loi (la R-Value rule) sur l'obligation d'affichage de la R-value et les modes opératoires autorisés de mesure de la R-value. Cette loi s'applique aux matériaux et systèmes d'isolation des habitations. Les fabricants de matériaux, mousses et isolants ont été consultés. Cette loi s'applique-t-elle aux matelas de rando ?

Chapitre III - E. Requirements of the Rule : les méthodes de mesure ASTM C236-89 (1993) et ASTM C976-90 (dépréciée depuis pour la C1363-05) doivent être utilisées dans le cas de systèmes isolants avec des cloisons contenant de l'air (le cas de nos matelas). D'autres méthodes de mesure sont utilisées pour les isolants de masse (polystyrène, bois...).

A noter que la R-value Rule ne précise pas les unités, ça doit être précisé dans les méthodes de calcul. Le détail de ces méthodes est accessible mais moyennant finance ($60 !). Tout est en unités US.
L'affichage de la R-Value étant une obligation sur le marché américain, les fabricants même européens doivent l'afficher.

Remarque :
Il y a mieux comme isolant que l'air immobile: les gaz rares
Argon C=0,01772 W·m-1·K-1
Xenon C=0.0056 W·m-1·K-1
Le Xenon est trop cher mais l'air est remplacé couramment par de l'argon pour faire des doubles vitrages efficaces

ChP · 18-12-2010 15:04:08

Bison a écrit :

... Sachant que la partie comprimée d'un sac de couchage isole très peu, il faut donc compter sur un matelas ayant une R-value en SI à peu près équivalente, si on veut que l'isolation du matelas soit "à la hauteur" de celle du sac de couchage. ...

Ça c'est de la cohérence .

seb0b0 a écrit :

... L'article Wikipedia US sur la R-value (avec les références associées) me paraît pas mal.

C'est cet article qui m'a servi de base .

seb0b0 a écrit :

... Il y a mieux comme isolant que l'air immobile: les gaz rares
Argon C=0,01772 W·m-1·K-1
Xenon C=0.0056 W·m-1·K-1

Là, je n'ai pas osé, mais tu fais petit bras , il y beaucoup mieux : le vide : C = 0.00000000... (quelque soit l'unité)

Mais dans un cas comme dans l'autre, je me vois mal gonfler mon matelas à l'argon ou au vide .

Il faut noter toutefois que pour les matériaux de construction (ceux auxquels à la base ce critère s'applique), en France, l'unité choisi est celle du système SI.

Compte tenu des ordres de grandeur du R-value pour les matelas : environ de 1 à 6 en US, cette valeur est de 0,15 à 1 en SI. D'un point de vue publicitaire, je trouve qu'un coefficient de qualité inférieur à 1 n'est pas très vendeur. Mais bon, on a un système international ou non.

En tous cas, cette petite contribution a quand même permis de clarifier le choses.

Cordialement.

Pierre

seb0b0 · 18-12-2010 15:26:38

ChP a écrit :

Mais bon, on a un système international ou non.

Les pays hors US ont un système international
Les USA ne sont pas près de changer...
Ça me rappelle mes études (dans le pétrole), comment se battre avec les BTU, thermies, tonnes équivalent pétrole, Joules, calories, horsepower, W et tout le reste...

Avant de changer l'unité de la R-Value, si on pouvait déjà avoir des gallons (gallons US à ne pas confondre avec les imperial gallons ) à la pompe à essence

Le forum de la randonnée légère ou ultra-légère !

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La R-value sans unité

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Re : La R-value sans unité

#3 17-12-2010 14:24:37

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