Mécanique des silices

Conclusion

Bibliographie

Deuxième partie

Introduction

Résumé graphique

Eden (1961) BA (1962) BCA (1967)

DLA (1981) DLCA (1983) RLCA (1988)

Aggrégation par

paires (1994) ^Fractalitéà la carte (2016) ^{Modèle d'Eden}poreux (2018) df = 3 df = 3 df = 2

df = 2,5 df = 1,8 df = 2,1

df = 1 à 2,6 df = 1 à 2 (en 2D) df = 1,8 à 3

Chapitre 4

Préface

Le comportement en compaction et en rupture des silices K200 et T365 a été

étudié par B. Benane [5]. En compression, elle a étudié la densité de compaction

nécessaire pour atteindre une contrainte en compaction de 1,2 MPa, nécessaire

pour former les panneaux. Celle-ci est supérieure pour la silice T365 (17,5 %) par

rapport à la silice K200 (13 %). À l’aide de la pente à la décharge, elle a pu calculer

le module œdométrique à isocontrainte, puis à isodensité (à 10 % pour la silice T365

et 11 % pour la silice K200). Celui-ci est de l’ordre de 20 MPa pour une contrainte

de 1,2 MPa, et entre 4 et 10 MPa à isodensité. Les silices vieillies ou stockées dans

des enceintes humides ont besoin d’être plus compactées pour atteindre la même

résistance en compaction (elles sont faciles à compacter). L’hypothèse de B. Benane

est que les silices vieillies ont plus d’eau physiosorbée, ce qui écrante les forces de

Van der Waals au profit des forces capillaires. Elle a aussi réalisé des essais de

rupture, et en a déduit une résistance en traction. Cette dernière est de 0,27 MPa

pour la silice K200 et de 0,02 MPa pour la silice T365. Ces résultats sont donnés

dans le tableau 3.2.

B. Benane émet l’hypothèse que les différences de propriétés mécaniques

pro-viennent de réarrangements différents des agrégats et agglomérats selon les silices,

dus à une forme différente, comme présenté sur la figure 3.8. Cette différence de

forme est connue par la différence de dimension fractale.

Conclusion

Dans cette partie, nous avons présenté le contexte entourant la thèse. Celle-ci

traite d’objets nanostructurés, à savoir des silices, ayant la spécificité d’être multi

échelles. Les échelles caractéristiques sont la particule primaire, de quelques

nano-mètres, l’agrégat, de quelques dizaines de nanonano-mètres, l’agglomérat, de quelques

centaines de nanomètres, et les grains de poudre, à partir du micromètre. Cette

topologie est identique pour tous les types de silices étudiées (pyrogénée et

pré-cipitée), mais leurs propriétés morphologiques diffèrent. Les trois propriétés sur

lesquelles nous nous concentrerons, à savoir le rayon de particule, le rayon de

gi-ration de l’agrégat et la dimension fractale de l’agrégat et l’agglomérat, diffèrent

entre les deux silices. Nous allons par la suite reproduire puis étudier les effets de

ces morphologies.

Nous avons listé les principaux isolants du marché, leurs propriétés, leurs

usages, avec un accent mis sur leur nature plus ou moins écologique (et par là

leur impact réel sur le réchauffement climatique). De manière générale, la laine

de verre offre un excellent compromis prix / eﬃcacité / écologie, tandis que les

matériaux biosourcés sont plus chers, moins eﬃcaces et pratiques, mais

écologique-ment préférables. Les matériaux synthétiques sont globaleécologique-ment plus eﬃcaces au

prix d’un cout plus élevé et d’économies énergétiques moindres en tenant compte

de tout le cycle de vie. Les PIV sont quant à eux très chers, thermiquement

im-battables, mais écologiquement nettement moins bons que la laine de verre. Leur

usage est actuellement pertinent lorsque les autres matériaux ne peuvent pas être

utilisés, typiquement lorsque la surface au sol perdue est considérée comme trop

importante.

Le but de l’isolation restant l’économie d’énergie et de gaz à effet de serre,

ce qui, étant donné l’état des lieux pointé, nécessitera un effort financier et une

volonté politique importante. Le but de cette thèse est de mieux comprendre le

comportement des silices nanostructurées, afin de permettre de diminuer leur cout

et de permettre des voies de synthèse moins énergivores. Ainsi, nous espérons

faciliter la rénovation énergétique, en particulier en zone urbaine.

Bibliographie

[1] Actu-environnement. Plan gouvernemental de rénovation énergétique :

les principales mesures. https : / / www . actu - environnement . com / ae /

news/hulot-mezard-plan-renovation-energetique-passoires-2022-30128.php4. Nov. 2017.

[2] ADEME.campagne 2015 OPEN Observatoire Permanent de l’amélioration

ENergétique du logement.https ://www.ademe.fr/sites/default/files/

assets/documents/open_2015_8679.pdf. 2015.

[3] ADEME. Le guide pratique « Isoler sa maison ». https ://www.ademe.

fr / particuliers - eco - citoyens / habitation / renover / isolation /

isolation-toit-murs-planchers. Mar. 2018.

[4] Anouk PERRET. « Méthodologie de caractérisation microstructurale 3D

de matériaux poreux structurés pour la thermique ». fr. Thèse de doct. Lyon :

INSA, Lyon, mai 2015.

[5] B Benane. « Mécanique des lits de silices granulaires pour l’optimisation

des cœurs de panneaux isolants sous vide (PIV) ». Thèse de doct. INSA de

Lyon, 2018.

[6] Mathias Bouquerel. « Influence des transferts hygro-aérauliques sur les

transferts thermiques dans les super-isolants nanostructurés sous vide ». Thèse

de doct. INSA de Lyon, 2012.

[7] Mathias Bouquerel et al. « Heat transfer modeling in vacuum insulation

panels containing nanoporous silicas—a review ». In : Energy and Buildings

54 (2012), p. 320–336.

[8] RolandCapset al. « Evacuated insulation panels filled with pyrogenic silica

powders : properties and applications ». In : High Temperatures High

Pres-sures 33.2 (2001), p. 151–156.

[9] CERA. Chiffres clés 2014. http ://www.cellule- eco- rhone- alpes.

asso.fr/download/Chiffres_cles/CC_2014.pdf. Rapp. tech. 2014.

[10] CERA. Chiffres clés 2015. http ://www.cellule- eco- rhone- alpes.

[11] CERC.TRANSITION ÉNERGÉTIQUE EN AUVERGNE - RHÔNE-ALPES

L’actualité trimestrielle du développement durable sur les marchés du