Elle s’exprime en kJ/m3.K ou Wh/m3.K et mesure la capacité d’un matériau à emmagasiner une certaine quantité d’énergie sous forme de chaleur. La capacité thermique est simplement le résultat de la chaleur massique par la masse volumique. Cela traduit la quantité d’énergie nécessaire pour élever de 1°C la température de 1m3 d’un corps physique.
Plus la capacité thermique d’un matériau est grande, plus la quantité de chaleur à lui apporter pour élever sa température est importante, autrement dit plus sa capacité de stockage de la chaleur, avant que sa température ne s’élève, est significative.
Quelques valeurs:
- Pisé, béton de terre : 785 Wh/m3.K
- Marbre : 722 Wh/m3.K
- Béton plein : 639 Wh/m3.K
- Pierres calcaires tendres : 471 Wh/m3.K
- Briques pleines : 458 Wh/m3.K
- Enduit chaux chanvre : 385 Wh/m3.K
- Plaques de plâtre : 229 Wh/m3.K
- Bloc béton creux (parpaings) : 250Wh/m3.K
- Briques creuses : 208 Wh/m3.K
- Panneaux de laine de bois : 368 à 113 Wh/m3.K
- Liège expansé : 65 Wh/m3.K
- Laine de chanvre : 16 Wh/m3.K
- Laine de roche (faible densité) : 6 Wh/m3.K
- Laine de verre (faible densité) : 3 Wh/m3.K
Exemple pour mieux comprendre :
Prenons le cas de deux types de parois différentes (pour simplifier, considérons qu’elles sont composées d’un seul matériau) : une paroi en parpaings (bloc de béton creux) et une paroi en béton plein, toutes deux exposées à un rayonnement d’une puissance de 1000 W, soit une énergie reçue de 1000 Wh après une heure d'exposition (par exemple, le rayonnement solaire).
La capacité thermique volumique du bloc de béton creux est de 250 Wh/m³.K. Cela signifie que pour chaque mètre cube (m³) de ce matériau, 250 Wh sont nécessaires pour augmenter la température de 1 °C. Ainsi, lorsqu'1 m³ de ce matériau est exposé à une énergie de 1000 Wh, sa température augmentera de 4 °C.
En revanche, la capacité thermique volumique du béton plein est de 639 Wh/m³.K. Cela signifie que pour chaque m³ de ce matériau, 639 Wh sont nécessaires pour élever sa température de 1 °C. Exposé à la même énergie de 1000 Wh, 1 m³ de béton plein ne verra sa température augmenter que d’environ 1,5 °C, contre 4 °C pour le béton creux.
Ainsi, le béton plein, ayant une capacité thermique plus élevée, montera moins en température que le béton creux pour une même quantité d’énergie reçue. Cependant, il faudra davantage d’énergie pour élever la température du béton plein d’un même degré par rapport au béton creux. Bien que la quantité d’énergie reçue soit identique dans les deux cas, le béton plein, qui a une masse volumique plus élevée (donc plus de matière par m³), répartit mieux cette énergie, ce qui entraîne une augmentation moindre de la température.