Isolant - Définition et Explications

Complexe tuyau + isolant
Complexe tuyau + isolant

Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les isolants phoniques et les isolants mécaniques. Le contraire d'un isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes....) est un conducteur (électricité et chaleur), ou transmetteur (mécanique et son).

Enjeux environnemental

Il est double, puisque l'isolation permet de fortement diminuer l'empreinte écologique (L’empreinte écologique vise à traduire de manière facilement compréhensible...) d'un bâtiment et de ses usagers, et qu'elle peut de plus être faite avec des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) dits "écologiques". Depuis quelques années, et notamment suite aux problèmes posés par l'amiante (L’amiante (nom masculin) est un terme désignant des minéraux à texture...), un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « 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 (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...), produits plus localement, et éventuellement puits de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...). De tels isolants sont généralement imposés par les approches HQE (haute qualité environnementale (La qualité environnementale est un concept transversal qui regroupe pour des choix de société...) appliquée au bâtiment) ou encouragés par certaines collectivités (prêt " Isolation " plus important avec Isolto par exemple)

Isolant électrique

En électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...) comme en électronique, un isolant, aussi appelé matériau diélectrique, est une partie d'un composant ou un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction...) ayant pour fonction d'interdire le passage de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge...) 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 (Un champ électromagnétique est la représentation dans l'espace de la force...).

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 (Une grandeur physique est un ensemble d'unités de mesure, de variables, d'ordres de grandeur et de...) 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 (Étymologiquement l'électrotechnique désigne l'étude des applications techniques de...) en matériau isolant.

Isolant thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...)

En thermique, un isolant est un matériau ayant une faible conductivité thermique (La conductivité thermique est une grandeur physique caractérisant le comportement des...). Il permet d'éviter les fuites de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) (refroidissement) ou l'entrée de la chaleur (" garde au frais ").

Les isolants les plus utilisés dans les applications courantes sont :

  • les matériaux naturels dans la construction : bois, laine (de mouton (Le mouton (Ovis aries) est un mammifère domestique herbivore de la famille des bovidés,...), de bois, de chanvre (Le chanvre (Cannabis sativa L.), connu aussi sous son nom latin cannabis, est une espèce de...)...), paille, ouate de cellulose...
  • les matériaux industriels dans la construction : laine de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...), laine de roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce...) et autres laines minérales...
  • les polymères : plastique, caoutchouc...
  • l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) emprisonné : dans les fils d'un vêtement, les poils d'un animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un...), un double vitrage...
  • le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) entre deux parois : dewar.
  • Les mousses de polymère :
    • polystyrène (Le polystyrène (PS en abrégé) est le polymère -(CH2-CH(Ph))n-, obtenu par la...) expansé, présente les avantages des polymères et de l'air.,
    • polystyrène extrudé (styrodur)

Pour les applications à hautes températures, on utilise en général des isolants céramiques.

Isolant Mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...)

Isolant contre le bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....)

Isolant dans un bâtiment

On parle d'isolant phonique dans le domaine du bâtiment, exemple : une plaque de polyester entre 2 cloisons permet d'isoler phoniquement une pièce (c'est relativement rudimentaire).

Les maisons de disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...) ou les chaînes radio utilisent des pièces isolées phoniquement respectivement pour l'enregistrement de musique ou d'émissions.

Autoroutes (et routes)

Dans le domaine routier (notamment autoroutier), il y a des murs de béton (Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de...) ou des remblais (plus techniquement un merlon) pour éviter que le bruit des véhicules perturbe les riverains.

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 (La réciproque est une relation d'implication.) n'est pas nécessairement exacte : il existe des matériaux, comme l'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins...) de beryllium (BeO, matériau très toxique) et, surtout, le carbone-diamant (limité pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas...) à l'électronique hyper-fréquence, domaine où les composants à refroidir sont assez coûteux et petits pour que le surcoût du diamant (Le diamant est un minéral composé de carbone (tout comme le graphite et la...) 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 (L'effet Joule est la manifestation thermique de la résistance électrique. Il se produit lors du...) sans provoquer de court-circuit. Les huiles minérales sont également de bons conducteurs thermiques et isolants au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) électrique (on se souviendra du pyralène, par exemple). On pourra aussi citer la graisse (La graisse est un corps gras se présentant à l'état solide à température...) aux silicones utilisée en autre pour améliorer le contact thermique entre un composant électronique (Un composant électronique est un élément destiné à être assemblé avec d'autres afin de...) et sont radiateur.

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

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