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Article

1 - DÉFINITION ET SCHÉMATISATION D’UN SYSTÈME ISOLANT

2 - CLASSIFICATION DES ISOLANTS

3 - CARACTÉRISATION DES ISOLANTS

4 - PROPRIÉTÉS DES ISOLANTS

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BE9859 v2

Propriétés des isolants
Isolation thermique - Classification et propriétés des matériaux isolants

Auteur(s) : Renaud FEIDT

Date de publication : 10 janv. 2019

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RÉSUMÉ

Les fabricants des matériaux isolants tentent ces dernières années de répondre à  la forte attente suscitée par la recherche d’économie d’énergie, en présentant sur le marché des produits aux performances de plus en plus élevées. Les matériaux isolants récents sont des matériaux poreux légers, d’où l’intérêt des études autour des transferts de chaleur et de masse par convection et par rayonnement en milieu poreux. Cet article analyse en détail les mécanismes des transferts de chaleur avant de traiter l’influence de l’humidité et le vieillissement thermique sur les performances des isolants.

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Auteur(s)

  • Renaud FEIDT : Président de la société INVIVO Consulting sas (Expertises et optimisations industrielles) - Ingénieur énergéticien diplômé de l’École polytechnique de Nantes

INTRODUCTION

Depuis les années 1970, tous les pays industrialisés poursuivent une politique d’économie d’énergie, ce qui a provoqué un développement considérable du secteur de l’isolation thermique.

À une isolation thermique, on peut associer un matériau, un produit ou un système isolant. Cet article est consacré en priorité aux matériaux isolants, à leur fonctionnement et à leur caractérisation thermo-physique.

Les matériaux isolants modernes sont, dans leur grande majorité, des matériaux poreux légers, au sein desquels le transfert de chaleur se fait à la fois par conduction et rayonnement, notamment du fait de leur caractère semi-transparent.

Trois facteurs qui ont joué un rôle important dans la réalisation de ces progrès peuvent être mentionnés :

  • l’évolution rapide et l’amélioration des technologies de fabrication des isolants avec une augmentation des productivités et une réduction des coûts ;

  • l’approfondissement des connaissances sur les bases physiques du fonctionnement des isolants ;

  • la mise en place d’un système de contrôle de qualité pour garantir les propriétés des produits manufacturés, d’une part, par l’élaboration de normes pour définir et quantifier les propriétés des isolants (spécifications) et fixer les méthodes de mesure (mise au point d’appareils et matériaux de référence, en particulier pour les mesures de conductivité thermique) et, d’autre part, par l’organisation d’un ensemble de procédures de contrôle de fabrication et de certification de produits, comme le programme ACERMI en France, pour assurer des produits de hautes performances techniques.

Cet article fait le point sur les matériaux isolants utilisés à température ambiante, en passant en revue leurs classifications et leurs propriétés.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-be9859


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4. Propriétés des isolants

Les qualités d’un bon isolant sont :

  • une bonne résistance à la transmission de la chaleur ;

  • une bonne résistance mécanique ;

  • une gamme de températures très étendue ;

  • une bonne tenue aux températures de service ;

  • être ininflammable ;

  • être chimiquement neutre (n’entraînant pas de corrosion) ;

  • être résistant aux agressions extérieures (humidité, rongeurs…) ;

  • une masse spécifique basse pour ne pas surcharger les installations ;

  • un coût de mise en œuvre faible.

Toutefois, aucun isolant ne présente toutes ces propriétés. En fonction des buts et des contraintes de l’isolation, il faut sélectionner l’isolant ayant les propriétés nécessaires.

4.1 Définitions

Résistance thermique surfacique, R (m2 · K · W–1) : c’est le quotient de la différence de la température sur la densité de flux thermique en régime stationnaire :

R=( T 1 T 2 )/| q | ( 24 )

Pour une couche plane à laquelle le concept de conductivité thermique peut s’appliquer, et lorsque cette propriété est constante en fonction de la température ou varie linéairement avec elle :

R=d/λ ( 25 )

avec :

d
 : 
(m) épaisseur,
λ
 : 
(W · m–1 · K–1) conductivité thermique.
...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FEIDT (M.) -   Thermodynamique et optimisation énergétique des systèmes et procédés.  -  2e Édition Lavoissier, Tec & Doc (1996).

  • (2) - FEIDT (M.) -   Énergétique concepts et applications.  -  Édition Dunod (2006).

  • (3) - CHAMAYOU (R.) -   Réservoirs métalliques : stockage des liquides à température contrôlée.  -  [BM 6 592] Énergies, Édition des Techniques de l’ingénieur (1997).

  • (4) - Ademe -   Guide pour isoler son logement. La transition énergétique pour la croissance verte,  -  mars 2016.

  • (5) - PAQUET (D.) -   En 2012, 2 millions de tonnes de verre d’emballage ont été collectées et recyclées.  -  Actu environnement, 17 juil. 2013.

  • (6)...

1 Sites Internet

Les normes peuvent être consultées sur les sites Internet suivants :

http://www.afnor.fr

http://www.astm.org

http://www.iso.ch

http://www.cenorm.be

HAUT DE PAGE

2 Organismes et laboratoires spécialisés (Liste non exhaustive)

ACERMI – Association pour la certification des matériaux Isolants, Paris

AFNOR – Association française de normalisation

CEN – Comité européen de normalisation. Comité Technique TC88 : Matériaux et produits isolants thermiques

CFI – Comité français de l’isolation, Paris

COFRAC – Comité français d’accréditation, Paris

CRIR – Centre de recherches industrielles de Rantigny, ISOVER Saint- Gobain

CSTB – Centre scientifique et technique du bâtiment

FIW – Institut de recherche pour les isolants thermiques de Münich, Allemagne

IFT – Istituto di Fisica Tecnica, Universita di Padova, Italie

IRMM – Institut pour les matériaux et mesures de référence, Commission européenne, Belgique

ISO...

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