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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 HFM-100 de Thermtest 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 à la norme ASTM C518, l’analyseur thermique HFM-100 peut mesurer des matériaux ayant des conductivités thermiques allant de 0,005 à 0,5 W/m.K sur une plage de température de -20°C à 70°C

 

Le HFM-100 est un appareil de mesure de la conductivité thermique des matériaux d’isolation et de construction, développé par la société canadienne Thermtest. Il vous permet de réaliser des mesures précises et fiables sur vos échantillons.

Mesure de la conductivité thermique de matériaux isolants avec le HFM

Conductivité thermique de matériaux isolantsConformément à la norme ASTM C518, 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 HFM-100 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 HFM-100 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

 

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 avec le HFM-100.

 

Résultats des essais de conductivité thermique sur un aérogel

Conductivité thermique de matériaux isolants

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 HFM-100, 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.

 

En savoir plus sur le HFM-100

Pour en savoir plus sur cet analyseur thermique, retrouvez toutes les informations et spécifications de ce produit sur notre page internet dédiée au HFM-100. Vous pourrez également y télécharger une plaquette ou demander un devis.

Découvrir le HFM-100