Conductivité thermique de matériaux isolants
Dans le secteur de la construction, la conductivité thermique des matériaux isolants joue un rôle important. Pour la plupart des propriétaires, les mois d’hiver sont redoutés car les coûts de chauffage augmentent. Différents moyens d’isolation existent, cependant, les plus couramment utilisés sont de nature fibreuse, tels que la fibre de verre ou la laine de roche. Les isolants fibreux emprisonnent l’air entre les fibres (verre, pierre, etc.) pour réduire la conductivité thermique de l’isolation. La fibre de verre, l’isolation la plus utilisée, est le produit de minuscules fibres de verre filées en un substrat semblable à de la laine. Le verre étant inorganique, l’isolation peut résister à des températures allant jusqu’à 600°C, ce qui vise à réduire la propagation du feu.
Depuis peu, les entreprises du bâtiment utilisent un isolant thermique plus écologique : la laine de roche. Les pierres utilisées dans cette isolation sont un sous-produit de l’activité volcanique et sont fabriquées dans une ouate de laine. La laine de roche étant hydrophobe, cette isolation ne contient pas de moisissures et de bactéries, ni ne favorise leur croissance, ce qui fait de votre maison un environnement plus sûr et plus sain. La laine de roche est également inorganique et donc résistante au feu. Plus dense que l’isolation en fibre de verre, l’isolation en laine de roche peut résister à des températures plus élevées allant jusqu’à 1100˚C.
Le LM.PLUS 305 de Stirolab est un système de transfert de chaleur unidimensionnel en régime stationnaire qui mesure la conductivité thermique et la résistance thermique de matériaux isolants tels que les mousses, les solides et les textiles. Conformément aux normes internationales ASTM C518, ISO 8301 et EN 12667 , l’analyseur thermique LM.PLUS 305 peut mesurer des matériaux ayant des conductivités thermiques allant de 0,001 à 2 W/m.K sur une plage de température de -15°C à 90°C.
Le LM.PLUS 305 est un appareil de mesure de la conductivité thermique des matériaux d’isolation et de construction, développé par la société Stirolab. Il vous permet de réaliser des mesures précises et fiables sur vos échantillons.
Mesure de la conductivité thermique de matériaux isolants avec le LM.PLUS
Conformément aux normes internationales ASTM C518, ISO 8301 et EN 12667, une mesure de calibration doit être effectuée sur un matériau de référence standard de taille et de conductivité thermique similaires au matériau à mesurer avant d’effectuer un essai. L’échantillon est ensuite placé dans la chambre du LM.PLUS 305 et les plaques sont réglées pour s’ajuster à l’épaisseur spécifiée par le fabricant. Un flux de chaleur unidimensionnel constant est établi entre les deux plaques, traversant l’échantillon. Le gradient de température entre ces plaques est défini par l’utilisateur via le logiciel (ex : 30°C et 10°C). Un tel gradient de température permet de simuler la perte de chaleur d’une habitation de l’intérieur vers l’environnement extérieur. Bien que la chambre LM.PLUS 305 permette de mesurer des échantillons allant jusqu’à 30 X 30 X 10 cm, les transducteurs de flux thermique sont positionnés au centre des plaques supérieure et inférieure, il est donc possible de réaliser des essais sur des échantillons à partir de 15 X 15 X 2,5 cm. La conductivité thermique (λ) se calcule ensuite selon la loi de conduction thermique de Fourier tel que :
λ = ϕ.e / ΔT
ϕ = densité de flux thermique (W/m²)
e = épaisseur de l’échantillon (m)
ΔT = gradient de température à travers l’échantillon (°C)
| Matériaux | Conductivité thermique mesurée (W/m.K) |
|---|---|
| Laine de roche | 0.1304 |
| Laine de verre | 0.2921 |
Tableau 1. Mesures de la conductivité thermique de la laine de roche et de la laine de verre.
Résultats des essais de conductivité thermique sur un aérogel
Cette expérience souligne l’importance du choix des matériaux isolants utilisés. Une bonne connaissance non seulement du coût et de la conductivité thermique des isolants, mais également d’autres caractéristiques telles que la perméabilité à l’eau et la performance au feu, est également essentielle. Les résultats de conductivité thermique du LM.PLUS 305, tant pour la laine de roche que pour la laine de verre, sont cohérents avec les valeurs fournies par le fabricant avec une précision de 3%. Ainsi, les utilisateurs peuvent s’attendre à un haut degré de précision avec cet analyseur thermique.
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