MATÉRIAUX ISOLANTS: CARACTÉRISTIQUES ET EXEMPLES - LA TECHNOLOGIE - 2025

Les matériaux isolants sont ceux qui réduisent, résistent ou empêchent complètement le passage de toute sorte d'énergie comme la chaleur ou l'électricité. Ils servent à protéger les êtres vivants, la nourriture et d'autres objets des éléments et de leurs conditions; comme le revêtement plastique des câbles et les murs ou plafonds des maisons.

Pour bien remplir leur fonction, ces matériaux doivent principalement avoir une faible conductivité thermique qui leur permet de réduire la transmission de chaleur. Ils doivent également avoir une résistance élevée aux températures très élevées qui les empêchent de fondre.

La perméabilité à l'air est également une propriété très importante des isolants thermiques. Il doit s'agir de matériaux dans lesquels l'air peut circuler à travers ses pores. Les bons isolants thermiques ont une perméabilité élevée à l'air, car il s'agit d'une substance isolante elle-même.

Cette perméabilité ne doit pas permettre le passage de vapeur ou d'humidité, de manière à éviter ou minimiser la condensation de liquides ou la corrosion des matériaux. Les meilleurs isolants thermiques ont une très faible perméabilité à la vapeur et à l'humidité.

Le matériau isolant doit être résistant à l'eau, aux solvants et aux produits chimiques; il doit être durable et ne pas perdre son efficacité en peu de temps. Il doit être facile à installer, ininflammable, ne pas absorber les odeurs et ne pas attirer les champignons ou la vermine.

Exemples d'isolants thermiques

1- Fibre de verre

C'est l'un des plus utilisés pour son faible coefficient de transmission thermique et sa haute résistance. Il fonctionne également pour isoler des courants électriques et sonores. Il est fabriqué en tissant de fins filaments de polymères de verre pour former des bâtons, des feuilles ou des panneaux.

2- Laine minérale

Il peut être fabriqué à partir de roches basaltiques ou de résidus de surface de métal fondu. Il est utilisé pour sa haute résistance au feu, mais il est conseillé de le combiner avec d'autres matériaux pour obtenir une protection thermique plus efficace.

3- Cellulose

C'est l'un des isolants les plus écologiques du marché. Il est issu du recyclage de divers produits en papier.

C'est un matériau suffisamment compact, ce qui réduit la présence d'oxygène entre ses particules. Cette propriété le rend excellent pour minimiser les dommages causés par le feu.

4- Polystyrène

C'est un matériau thermoplastique très léger et imperméable qui est très bon comme isolant thermique et acoustique.

Il est utilisé pour fabriquer des blocs ou des panneaux moulés en mousse de polyéthylène. Il est inflammable, il est donc conseillé de le recouvrir avec d'autres matériaux ignifuges.

5- Polyuréthane

C'est une mousse isolante qui contient un gaz dans ses cellules, qui est de très faible conductivité et de grande résistance thermique. Il peut être utilisé sous forme de liquide de pulvérisation mousseux, dans des blocs de mousse rigides ou moulés en feuilles ou en panneaux.

6- Perlite

C'est un type de roche volcanique inerte composée principalement de silice et d'aluminium mais avec quelques impuretés qui la font absorber l'humidité.

Il est utilisé en petits granules pour remplir les espaces et les trous étroits. C'est un bon isolant thermique mais il ne fonctionne que s'il est sec. Son utilisation a été de plus en plus réduite en raison de sa qualité toxique.

7- Liège

Il s'agit probablement du matériau isolant le plus ancien du marché et de l'isolant le plus utilisé dans l'industrie de la réfrigération. Il est très résistant à la compression et difficile à brûler. Il ne peut être utilisé qu'en dessous de 65 ° C et a tendance à absorber l'humidité.

8- Fibre plastique

Il est principalement fabriqué à partir de bouteilles en plastique polyéthylène recyclées. Les fibres sont tissées en forme de bâton semblable à la fibre de verre.

Cet isolant est travaillé avec un retardateur pour qu'il ne brûle pas si vite, mais il peut fondre lorsqu'il est exposé aux flammes.

9- Aérogel

Au départ, c'était un matériau utilisé par les projets spatiaux pour fabriquer des carreaux résistants à environ 2000 ° F avec très peu de transfert de chaleur.

Il est actuellement disponible sur le marché en plaques souples appelées Pyrogel XT. C'est l'un des isolateurs industriels les plus efficaces au monde.

10- Vermiculite

Comme la perlite, elle est dangereuse pour la santé. Il est utilisé dans de petits granules qui sont jetés entre d'autres matériaux ou pour combler des trous. Il a également été utilisé pour se mélanger avec du ciment pour créer un béton plus léger et moins conducteur de chaleur.

11- Polisocyanurate

Image récupérée d'ArchiExpo.

C'est une mousse plastique thermodurcissable qui contient dans ses cellules un gaz de faible conductivité et de haute résistance, exempt d'hydrochlorofluorocarbures. La mousse liquide peut être adaptée aux surfaces requises.

12- Coton

En tant qu'isolant, il est associé à des fibres plastiques et du borate pour le rendre résistant aux animaux et retarder leur inflammation.

13- Laine animale

Il est également traité au borate pour résister à la vermine, au feu et à la moisissure. Il peut contenir de grandes quantités d'eau, mais une exposition prolongée et intermittente au liquide peut dissoudre le borate.

14- Paille

Utilisé depuis plus de 150 ans sous forme de balles pour isoler les étables et les maisons de la chaleur. Ils servent également à absorber le son.

15- Chanvre

Matériau couramment utilisé pour fabriquer des cordes, il est actuellement utilisé comme isolant comme d'autres fibres végétales similaires comme la paille ou la laine.

Exemples d'isolateurs électriques

1- Bois

Le bois est un isolant électrique, et il est encore courant de voir des poteaux d'éclairage en bois. Cependant, il faut noter qu'il n'est pas isolant tant que le bois est sec, car l'eau (et donc l'humidité) sont des conducteurs d'électricité.

2- Caoutchouc

Ce matériau, en plus d'être hautement moulable, flexible et résistant, est parfait pour empêcher la conduction de l'électricité. Par exemple, les professionnels qui travaillent directement avec l'électricité utilisent des bottes en caoutchouc pour préserver leur sécurité.

3- Céramique

La céramique limite la mobilité ionique et électronique, c'est donc un matériau non conducteur d'électricité. Cela le rend idéal pour la fabrication de disques haute tension.

4- Silicone

Ce matériau largement utilisé a, entre autres capacités, celle d'isoler l'électricité. Cela le rend idéal pour sceller les composants électroniques et les composants de fixation.

5- Oxyde d'aluminium

Puisqu'il s'agit d'un matériau non conducteur, l'oxyde d'aluminium est parfait pour fabriquer des isolants thermiques ou électriques, des tubes laser ou des bagues d'étanchéité.

Exemples d'isolants acoustiques

1- Plomb

C'est le matériau le plus utilisé pour l'isolation acoustique en raison de son rapport qualité-prix. Sa densité, sa rigidité ou sa porosité sont quelques-uns de ses principaux atouts.

2- Acier

L'acier fait rebondir le son lorsqu'il le frappe, ce qui en fait un isolant acoustique très puissant. Les portes ou panneaux de bâtiments dans les bars et les centres de loisirs sont généralement en acier pour maintenir l'isolation contre les bruits internes ou externes.

3- Laine de roche

C'est en fait un absorbeur acoustique, mais il est également efficace pour l'isolation acoustique. C'est un matériau robuste et largement utilisé dans certaines structures pour être esthétiquement attractif.

4- Élastomères

Matériau utilisé pour la construction de maisons pour sa capacité à isoler le son, à conserver la chaleur et à empêcher la formation de fissures ou de fissures. Il a un cycle de vie élevé.

Comment la chaleur circule-t-elle?

La chaleur se déplacera toujours des zones chaudes vers les zones froides pour rechercher l'équilibre. Si l'intérieur d'un réservoir protégé par une isolation thermique est plus froid que l'air extérieur, le réservoir attirera la chaleur extérieure. Plus la différence de température est importante, plus la chaleur circulera rapidement vers la zone froide.

Conduite

C'est la façon dont l'énergie se déplace à travers les matériaux de molécule en molécule. Cela nécessite un contact physique entre les particules et une certaine différence de température; En plaçant une cuillère dans une tasse de café chaud, la chaleur est conduite du liquide vers le métal et à travers la poignée vers la main.

Convection

C'est la façon dont les liquides et les gaz transportent la chaleur lorsqu'ils se déplacent d'un endroit à un autre. C'est pourquoi l'air plus léger et plus chaud cherche à s'élever et l'air froid et dense a tendance à chercher le niveau du sol.

Radiation

C'est la transmission d'énergie directement à travers un milieu complètement transparent chauffant tout le matériau solide sur son passage. Cela se produit, par exemple, avec de la lumière comme le rayonnement infrarouge (une loupe) ou avec une sorte d'ondes électromagnétiques.

Références

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