Isolation de l'air

[invite5685d930]

Bonjour à tous,

Avant toute chose, je souhaite préciser que mon niveau en physique/chimie est assez faible donc essayez de le prendre en compte dans vos réponses

Alors voilà, je tente de fabriquer une boîte très bien isolée thermiquement dans laquelle il y aurait une forte chaleur (un peu comme un four mais en plus chaud).
Le but n'est donc pas de fournir la chaleur à l'intérieur mais de faire en sorte qu'elle ne s'échappe pas.
Pour mon premier test, je souhaiterais simplement reprendre le concept simple qui consiste à emprisonner une couche d'air entre 2 plaques d'un matériaux quelconque. La première plaque sera donc très chaude, puis il y aura la couche d'air présente pour isoler et le but serait que la 2ème plaque reste relativement froide.

Ma question est donc la suivante (enfin ) : Une couche d'air de 10cm d'épaisseur isolera t'elle plus qu'une couche d'air de 2cm?

J'aurais tendance à penser que oui mais je n'en suis pas sûr du tout.

Merci d'avance
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[f6bes]

Bjr à toi,
irapidement sous cet angle là (plus épais) on pourrait penser que oui.
Mais à une condition primordialement...que l'air emprisonné ne puisse se déplacer ( convection ).
Hors plus il y aura de place (10cm) ,mieux la convection pourra apparaitre.
Il vaudrait mieux faire des tranches d'isolant ( air) pour éviter, diminuer les phénoménes de convection.
Ton matériau" quelonque " devra tout de meme résister à...".... une forte chaleur (un peu comme un four mais en plus chaud)...."
et etre si possible mauvais conducteur de la chaleur
Bonne journée

[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
S’il n’y avait que la conduction pure (par exemple entre un objet chaud en haut et l’autre froid en bas), une épaisseur plus importante donnerait une meilleure isolation.
Mais dans votre cas, vous aurez de la convection : l’air est chauffé par le corps au milieu, il remonte chaud vers le « toit » de la boite où il cède de la chaleur et redescend : c’est la convection. Il n’est pas sur que l’on gagne en augmentant l’épaisseur, car il facilite la circulation de l’air.
Il faut l’empêcher, comme dit F6bes, avec des cloisons supplémentaires ou avec un corps très porreaux, comme la laine de verre, ou de la poudre comme la vermiculite. Ces solutions sont utilisées dans l’isolation thermique d’habitations.
Au revoir.

[XK150]

Bonjour ,

De plus , votre boîte n'aura pas ses 10 cm d'air entre ses 2 parois de partout , sur toutes ses faces , 6 si c'est un cube ?
Donc attention aux pertes par les supports mécaniques et autres contingences incontournables qui pourraient faire perdre beaucoup par rapport au vide d'air réel .

[A voir en vidéo sur Futura]

[trebor]

Bonjour à tous,

Quelle est la température maximum qui sera atteinte dans ce cube ?

Comment sera produite cette chaleur ?

Pour de haute température l'air à ses limites, quelques liens pour isoler des fours à haute température.
https://www.google.be/search?client=...k1.wZ2ooVitejU

Mais voyons d'autres avis

[RomVi]

Bonjour

Plus la couche d'air est épaisse, et plus l'isolation est bonne, jusqu'à environ 25mm. Ensuite le coefficient de transfert ne diminue plus et reste stable (avec une valeur d'environ 5 W/m²K), raison pour laquelle les doubles vitrages modernes ont cet espacement entre les 2 vitres.
A noter que 25mm de laine de verre représentent un coefficient de transfert équivalent à 1.6W/m²K, soit environ 3 fois mieux qu'une lame d'air.

[invite5685d930]

Merci à tous pour vos réponses.
Entre les réponses que vous m'avez donné et ce que j'ai pu voir sur internet, je comprends un peu mieux comment fonctionne l'isolation.
RomVi -> Tu parles de laine de verre, justement je me posais une question : Est ce que la laine de verre est un bon isolant uniquement parce qu'elle renferme plein de minuscules espaces remplis d'air où est ce que le matériau lui même a des propriétés isolantes?

Dans mon cas, comme je cherche à trouver un matériau qui isole des températures qui atteignent les 1000 degrés, j'ai bien peur que la laine de verre ne supporte cette température...

Trebor -> Je vais jeter un oeil à ton lien pour les isolants haute température, merci.

[invite5685d930]

Une autre question me vient à l'esprit : étant donné que j'essaye de garder au maximum la chaleur dans mon cube, l'isolation produite par les différentes laines a t-elle pour effet d'emprisonner la chaleur dans cette laine et non pas dans le four/cube?

[f6bes]

Une autre question me vient à l'esprit : étant donné que j'essaye de garder au maximum la chaleur dans mon cube, l'isolation produite par les différentes laines a t-elle pour effet d'emprisonner la chaleur dans cette laine et non pas dans le four/cube?

Bjr à toi;
A 1000° ta laine de verre brule ( se consume).
J'enai fait l'expérience bien en deça de cette température. Je voulais isoler une poutre en chéne ( cheminée ) de la proximité de chaleur ( hors contact des flammes)
Malgré cela ça n'a pas été suffisant.
C'est les minuscules espaces d'air de la laine qui produise l'isolation et supprime la convection.
Bon WE

[obi76]

Bonjour,

Est ce que la laine de verre est un bon isolant uniquement parce qu'elle renferme plein de minuscules espaces remplis d'air où est ce que le matériau lui même a des propriétés isolantes?

c'est en grande partie du au fait qu'elle renferme des poches d'air, avec des dimensions très faibles. Mais comme l'a dit RomIV, surtout ne dépassez pas quelques mm, sinon la mise en mouvement de l'air fera chuter considérablement votre isolation. Mise en mouvement qui sera d'autant plus significative que votre écart de température entre les deux lames sera élevé...

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Si vous aviez donnée la température que vous voulez utiliser, (au lieu de « plus chaud qu’un four »), je vous aurait dit d’utiliser de la laine de quartz et non de verre.
Le matériau, verre ou quartz est isolant en lui même, mais dans la laine il y a tellement peu de verre ou quartz que sa conductibilité thermique n’est pas très important. Par exemple, on peut utiliser du papier aluminium froissé comme isolant thermique pour des applications moins exigeantes.
L’isolant utilise, quel qu’il soit, « prendra » de la chaleur à l’objet central, mais si la masse thermique est faible, cette énergie thermique sera, elle aussi, faible.

De toute façon, on ne sait pas ce que voulez faire exactement. Il est inutile que nous vous donnions des solutions qui ne seront pas utiles, comme la laine de verre.

Donc, j’arrête en attendant que vous nous expliquiez très précisément ce que vous voulez faire.
Au revoir.

[invite5685d930]

LPFR "Si vous aviez donnée la température que vous voulez utiliser, (au lieu de « plus chaud qu’un four »), je vous aurait dit d’utiliser de la laine de quartz et non de verre.
[...] De toute façon, on ne sait pas ce que voulez faire exactement. Il est inutile que nous vous donnions des solutions qui ne seront pas utiles, comme la laine de verre.
Donc, j’arrête en attendant que vous nous expliquiez très précisément ce que vous voulez faire.
Au revoir."
Je ne comprends pas bien votre agacement. Ma première question était d'ordre général -> "Une couche d'air de 10cm d'épaisseur isolera t'elle plus qu'une couche d'air de 2cm?" donc je n'avais pas besoin de préciser la température. Dès qu'il était nécessaire de préciser la température du four dans le but que vous me suggériez certains matériaux je l'ai fait.

LPFR "Le matériau, verre ou quartz est isolant en lui même, mais dans la laine il y a tellement peu de verre ou quartz que sa conductibilité thermique n’est pas très important. Par exemple, on peut utiliser du papier aluminium froissé comme isolant thermique pour des applications moins exigeantes.
L’isolant utilise, quel qu’il soit, « prendra » de la chaleur à l’objet central, mais si la masse thermique est faible, cette énergie thermique sera, elle aussi, faible."
Merci pour la réponse, je vais faire quelques recherches de mon côté pour voir ce qu'est la masse thermique.

Pour ce qui est de l'explication précise de ce que je veux faire, je ne vous la donne pas pour la simple et bonne raison que je n'ai pas de projet précis à présenter. Je tente simplement de comprendre des phénomènes thermiques afin de voir s'il y a quelque chose à en tirer d'un point de vue énergie par la suite.

Merci à tous pour vos réponses, en plus de mes recherches sur le net, j'avance à grand pas

[RomVi]

Pour isoler un four à 1000°C on utilise généralement de la laine céramique, ou des panneaux rigides à base d'un mélange d'alumine et de silice.

[invite5685d930]

D'accord merci.

Autre question : Si M1 et M2 sont 2 matériaux et que M1 a une conductivité plus faible que M2 à 20°C, peut-on en déduire que M1 aura une conductivité plus faible que M2 à 500°C aussi ?

[RomVi]

Non, pas nécessairement.

[invite5685d930]

Est ce qu'il y a un calcul qui permette de savoir la conductivité thermique d'un matériau à X degrés (par exemple 500) quand on connait la conductivité thermique de ce matériau à Y degrés (par exemple 20) ?

[obi76]

Est ce qu'il y a un calcul qui permette de savoir la conductivité thermique d'un matériau à X degrés (par exemple 500) quand on connait la conductivité thermique de ce matériau à Y degrés (par exemple 20) ?

Pour la conduction seulement, il y a certainements des tables pour ça. S'il y a de l'air qui traine, c'est autrement plus compliqué.

[RomVi]

On peut trouver des tables du coefficient de variation de conductivité thermique (en fonction de la température). Pour les métaux on peut aussi utiliser la relation de Lorenz, qui relie conductivité thermique et électrique.