Différentes propriétés des matériaux isolants

Différentes propriétés des matériaux isolants

Les propriétés thermiques des matériaux isolants servant fréquemment à l’isolation thermique des séchoirs solaires et dans d’autres domaines sont bien connues et peuvent être mesurées par les méthodes de caractérisation thermique.

Conductivité thermique d’un matériau

En termes simples, la conductivité thermique est une propriété physique intrinsèque de chaque matériau. Elle quantifie sa capacité de transférer la chaleur. On peut la définir comme la quantité de chaleur/énergie qui peut être transportée en une unité de temps, à travers une unité de surface, d’une unité d’épaisseur d’un matériau donné, lorsqu’il y a une unité de différence de température [1]. Le principe est illustré par la figure 1 ci-dessous Figure 1: Schéma illustrant le principe de détermination de la conductivité [1] 4 Mémoire de fin d’étude pour l’obtention du diplôme de Master 2 Présenté par : Gnilane Thiam Ainsi, la conductivité thermique est alors donnée par la formule après : eQ S T    (1) Avec : S : section de l’échantillon, en 2 m Q : puissance thermique dissipée, elle s’exprime en J e : épaisseur, en m T : Différence de température le long de l’échantillon en K La conductivité thermique d’un matériau s’exprime en I.2. Diffusivité thermique d’un matériau La profondeur de pénétration d’un flux de chaleur est caractérisée par le nombre de FOURIER 0 2 at F x  (3) F0 : Nombre de Fourier t : Temps, elle s’exprime en s x : Variable de l’espace La diffusivité thermique 𝑎 s’exprime en 2 1 m s.  permet de caractériser la vitesse d’un flux de chaleur conductif au sein d’un matériau. C’est une propriété intervenant dans de nombreux problèmes de transfert, les processus de transfert de chaleur en régime non stationnaire, c’està-dire pour lesquels la température varie en fonction du temps. Elle permet en outre d’accéder indirectement à la conductivité thermique lorsque la capacité thermique massique et la masse volumique sont connues car ces grandeurs sont reliées par la relation suivante [2]. a c    (4) c : La capacité thermique du matériau, elle s’exprime en 1 J K.

La résistance thermique d’un matériau

La résistance thermique est le critère d’évaluation de la performance d’un isolant. La résistance thermique est la capacité d’un matériau à s’opposer au flux de chaleur en présence d’un écart de température. Plus la résistance thermique R est grande plus le matériau est isolant [1]. th e R   , (5) Avec 𝑅𝑡ℎ: Résistance thermique, elle s’exprime en 1 KW.  e : Epaisseur de la paroi, elle s’exprime en m  : Conductivité thermique du matériau, elle s’exprime en 1 1 W m K . .   I.4. Chaleur spécifique d’un matériau La chaleur spécifique ( 1 1 J kg K .   ) est la quantité de chaleur qu’il faut fournir pour élever la Température d’un kg du matériau à 1°C dans le système international (SI). La capacité thermique ou (capacité calorifique) c permet de quantifier les possibilités qu’a ce corps d’absorber ou de restituer de l’énergie par échange thermique au cours d’une transformation pendant laquelle sa température varie. C’est une grandeur extensive et donc plus la quantité de matière est importante plus la capacité thermique est grande.