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Méthodologie de caractérisation microstructurale 3D de matériaux poreux structurés pour la thermique
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Perret, Anouk |
| Copyright Year | 2015 |
| Abstract | Depuis 30 ans, les exigences reglementaires en matiere d’isolation thermique des bâtiments augmentent sans cesse. Pour mieux isoler, et conserver la surface habitable et la valeur patrimoniale, il est necessaire d’augmenter les performances des isolants thermiques. Si les meilleurs systemes classiques d’isolant atteignent desormais des conductivites thermiques proches de 30 mW/(m.K), les materiaux supers isolants a pression atmospherique affichent moins de 18 mW/(m.K) et sont a base d’aerogels de silice. Cette matiere premiere doit ses excellentes performances thermiques, a d’une part la taille de ces nanopores inferieure a 70nm, et d’autre part leur tres forte quantite. Ceci induit par contre de tres faibles proprietes mecaniques, les systemes super isolants formules avec des aerogels sont donc toujours des composites : empilement granulaire faiblement liante. Pour developper l’optimisation de ces formulations, il est necessaire de disposer d’outils de caracterisation microstructurales multiechelles dedies aux aerogels et au suivi pas a pas des etapes d’elaboration post synthese. Ce travail de these a pour objectif de les mettre en place et de les valider. Les materiaux supports de cette these, sont des aerogels de silice hydrophobes granulaires et deux formulations liantees en phase aqueuse. Ces formulations architecturees, par une faible fraction volumique de liant organique de taille nanometrique, se distinguent par la taille et le type de surfactant employe, et les performances tant thermiques que mecaniques obtenues. Tout d’abord, le reseau poreux de silice a l’echelle nanometrique a ete image et caracterise par tomographie electronique. Cette partie vise a fournir une distribution en taille de pores, particules et agregats, destinee a alimenter des modeles thermo-mecaniques. Dans un second temps, l’empilement granulaire des aerogels non liantes a ete etudie par tomographie aux rayons X. Les resultats de compacite, les morphologies des reseaux de pores, et de grains ont ete couples aux mesures de masse volumique et de porosite inter-granulaire afin de degager un lien entre microstructure de l’empilement granulaire et conductivite thermique mesuree. Enfin, les interactions aerogels de silice/liant sont imagees en utilisant l’ESEM wet-stem. Une methodologie quantitative permet ensuite de s’assurer que le surfactant employe induit bien d’une part une dispersion homogene des aerogels, et d’autre part un reseau texture de liant. Pour conclure, les proprietes thermiques et mecaniques sont mesurees sur les composites reference et des composites innovants avec une etude detaillee des microstructures formees en synergie. Des pistes d’optimisation materiau par opacification intra-granulaire des aerogels sont proposees, un nouveau surfactant est infirme. Les outils developpes valident ainsi leur pertinence pour assurer la qualification des futures formulations de materiaux super isolants. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01247465/document |
| Alternate Webpage(s) | http://theses.insa-lyon.fr/publication/2015ISAL0042/these.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
