Matériaux isolants: caractéristiques et 15 exemples

Les matériaux isolants sont des matériaux qui réduisent, résistent ou empêchent complètement le passage de certaines énergies telles que 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 les plafonds des maisons. Les informations contenues dans cet article ne porteront que sur les matériaux de protection thermique.

Caractéristiques des isolants thermiques

Afin de bien remplir leur fonction, ces matériaux doivent principalement avoir une faible conductivité thermique, ce qui leur permet de réduire le transfert de chaleur. Ils doivent également avoir une haute résistance aux très hautes températures qui les empêchent de fondre.

La perméabilité à l'air est également une propriété très importante des isolants thermiques. Ils doivent être des matériaux où l'air peut circuler à travers vos pores. Les bons isolants thermiques ont une haute perméabilité à l'air, puisqu'il s'agit d'une substance isolante en soi.

Cette perméabilité ne doit pas permettre le passage de vapeur ou d'humidité, afin d'éviter ou de 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 de son efficacité dans les meilleurs délais. Il doit être facile à installer, non inflammable, ne pas absorber les odeurs et ne pas attirer les champignons ou la vermine.

15 exemples d'isolants thermiques

1- fibre de verre

C'est l'un des plus utilisés pour son faible coefficient de transmission de chaleur et sa grande résistance. Cela fonctionne également pour isoler les 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 du métal en fusion. Il est utilisé pour sa grande 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 matériaux isolants les plus écologiques du marché. Il est fabriqué à partir du recyclage de divers produits en papier.

C'est un matériau qui peut être suffisamment compacté, ce qui diminue 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 résistant à l'eau qui est très bon comme isolant thermique et acoustique.

Il est utilisé pour fabriquer des blocs de mousse de polyéthylène ou des panneaux moulés selon les besoins. Il est inflammable, il est donc conseillé de le recouvrir d’autres matériaux ignifugés.

5- polyuréthane

Il s’agit d’une mousse isolante contenant dans ses cellules un gaz à très basse conductivité et à haute résistance thermique. Il peut être utilisé sous forme de liquide mousseux pour la pulvérisation, en blocs de mousse rigide ou moulé 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 en absorbent l'humidité.

Il est utilisé dans les petits granulés pour combler les petits espaces et les trous. C'est un bon isolant thermique mais il ne fonctionne que s'il est sec. Son utilisation a été réduite de plus en plus par 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 le secteur 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 composé principalement de bouteilles en plastique de polyéthylène recyclé. Les fibres sont tissées sous la forme d'une canne semblable à la fibre de verre.

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

9- aérogel

À l’origine, c’était un matériau que les projets spatiaux utilisaient pour fabriquer des carreaux résistants à environ 2000 ° F avec très peu de transfert de chaleur.

Il est actuellement disponible sur le marché en feuilles flexibles appelées Pyrogel XT. C'est l'un des isolants industriels les plus efficaces au monde.

10- vermiculite

Comme la perlite, il est dangereux pour la santé. Il est utilisé sous forme de petits granulés jetés entre d'autres matériaux ou pour combler des trous. Il était également mélangé avec du ciment pour créer un béton plus léger et moins conducteur de la chaleur.

11- polyisocyanurate

Il s’agit d’un plastique expansé thermodurcissable contenant dans ses cellules un gaz à faible conductivité et haute résistance, exempt d’hydrochlorofluorocarbures. La mousse liquide peut s'adapter aux surfaces requises.

12 coton

En tant qu'isolant, il est combiné à du plastique et à des fibres de borate pour le rendre résistant aux animaux et retarder son inflammation.

13- laine animale

Il est également traité au borate pour résister à la vermine, au feu et aux moisissures. Il peut contenir beaucoup d'eau, mais son 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 granges et les maisons de la chaleur. Ils servent également à absorber le son.

15- chanvre

Matériau couramment utilisé pour fabriquer des cordes, est actuellement utilisé comme isolant au même titre que d'autres fibres végétales similaires telles que la paille ou la laine.

Comment la chaleur circule-t-elle?

La chaleur passera toujours des zones chaudes aux zones froides à la recherche d'un équilibre. Si l'intérieur d'un réservoir protégé par des isolants thermiques est plus froid que l'air extérieur, le réservoir attirera la chaleur extérieure. Tant qu'il y aura plus de différence de température, la chaleur circulera plus rapidement dans la zone froide.

Conduite

C'est la manière dont l'énergie circule dans les matériaux, de molécule à molécule. Cela nécessite un contact physique entre les particules et une certaine différence de température; Lorsque vous placez une cuillère dans une tasse de café chaud, la chaleur est transmise du liquide au métal et par la poignée.

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 la raison pour laquelle l'air plus léger et chaud cherche à s'élever et l'air froid et dense a tendance à chercher le niveau du sol.

Rayonnement

C’est la transmission directe de l’énergie à travers un fluide complètement transparent chauffant tous les matériaux solides se trouvant sur son passage. Cela se produit, par exemple, avec une lumière sous forme de rayonnement infrarouge (une loupe) ou avec un type d’onde électromagnétique.