Isolant

Isolant : encyclopédie mathématique

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Complexe tuyau + isolant

Un isolant est un matériau qui limite les échanges d'énergie entre deux systèmes.
On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les isolants phoniques, les isolants mécaniques.

Le contraire d'un isolant est un conducteur (électricité et chaleur), ou transmetteur (mécanique et son).

Sommaire

[modifier] Isolant électrique

Article détaillé : Diélectrique.

Article détaillé : Isolant électrique.

En électricité comme en électronique, un isolant, aussi appelé matériau diélectrique, est une partie d'un composant ou un organe ayant pour fonction d'interdire le passage de tout courant électrique entre deux parties conductrices. Un isolant possède peu de charges libres, elles y sont piégées, contrairement à un matériau conducteur où les charges sont nombreuses et libres de se déplacer sous l'action d'un champ électromagnétique.

La faculté d'un matériau à être isolant peut aussi être expliquée par la notion de bandes d'énergie. L'isolation électrique est rattachée à une grandeur physique mesurable, la résistance, qui s'exprime en Ohms (symbole : Ω).

Il ne faut pas confondre isolant qui désigne la propriété d'un matériau de ne pas conduire l'électricité, et isolateur qui désigne un composant électrotechnique en matériau isolant.

[modifier] Isolant thermique

Article détaillé : Isolant thermique.

En thermique, un isolant est un matériau ayant une faible conductivité thermique. Il permet d'éviter les fuites de chaleur (refroidissement) ou l'entrée de la chaleur (« garde au frais »). (voir article détaillé)

[modifier] Isolant Mécanique

Les Silent bloc et les amortisseurs sont des systèmes permettant d'absorber les vibrations et les chocs, ils sont très utilisé en mécanique.

[modifier] Isolant contre le bruit

Article détaillé : Isolant contre le bruit.

(voir l'article détaillé)

[modifier] Rapport entre les isolants électriques et thermiques

La conduction de la chaleur, dans les métaux, est assurée par les électrons de valence. Bon conducteur électrique signifie en général bon conducteur thermique. Mais la réciproque n'est pas nécessairement exacte : il existe des matériaux, comme l'oxyde de béryllium (BeO, matériau très toxique) et, surtout, le carbone-diamant (limité pour l'instant à l'électronique hyperfréquence, domaine où les composants à refroidir sont assez coûteux et petits pour que le surcoût du diamant soit acceptable), bons conducteurs de la chaleur et isolants électriques. On les emploie précisément dans les composants électroniques pour dissiper la chaleur produite par effet Joule sans provoquer de court-circuit. Les huiles minérales sont également de bons conducteurs thermiques et isolants au sens électrique (on se souviendra du pyralène, par exemple). On pourra aussi citer la graisse aux silicones utilisée en autre pour améliorer le contact thermique entre un composant électronique et son radiateur.

Enfin, il existe des isolants thermiques et électriques, comme le quartz, par exemple.

[modifier] Enjeux environnementaux

Ils sont multiples :

l'isolation permet généralement des systèmes plus efficient et sobres en énergie. Ainsi par exemple l'isolation thermique permet de fortement diminuer l'empreinte écologique d'un bâtiment et de ses usagers, elle se traduit de plus par une amélioration de l'isolation acoustique. Une bonne isolation électrique permet de réduire les pertes à la terre, et d'économiser de l'électricité (sur l'éclairage public par exemple)
L'isolation thermique et phonique peut de plus être faite avec des matériaux dits "écologiques" (écomatériaux).

Depuis quelques années, et notamment suite aux problèmes posés par l'amiante, un nombre croissant de maîtres d'ouvrages cherchent en effet à améliorer les écobilans de l'isolation, avec des matériaux moins toxiques et moins écotoxiques, recyclés ou recyclables, peu consommateurs d'énergie, produits plus localement, et éventuellement puits de carbone.
De tels isolants sont généralement imposés par les approches HQE (haute qualité environnementale appliquée au bâtiment) ou encouragés par certaines collectivités (prêt « Isolation » plus important avec Isolto par exemple).