Les contraintes environnementales et de développement durable, toujours plus prégnantes, obligent industriels et utilisateurs à mettre en œuvre des concepts et des produits répondant aux critères d’économie d’énergie.

Pour diminuer la consommation d’énergie dans les bâtiments par exemple, il est acquis que l’un des moyens les plus efficaces et les plus simples pour y contribuer est l’isolation thermique. Celle-ci est réalisée au moyen de divers matériaux poreux « isolants », constitués de fibres par exemple, de matériaux « superisolants » comme les matériaux nanostructurés ou plus communément de matériaux cellulaires tels que les mousses polymères.

L’isolation thermique en matière de construction des bâtiments par exemple se définit par le coefficient d’isolation R, qui exprime la résistance surfacique à transmettre de la chaleur, lui-même caractérisé par la conductivité thermique du matériau concerné. Pour les milieux poreux, la conductivité thermique est mesurée par le coefficient « λ équivalent » dont l’unité est le «W.m_1.K-1 », résultat de la somme de deux transferts l’un, conductif, l’autre radiatif.
Pour les matériaux poreux, la conductivité thermique est affectée par :

• la nature de la phase solide du matériau : matrice PVC, PU, Polystyrène, métallique, céramique, carbone….
• la nature du gaz intra ou intercellulaire
• la morphologie de la matrice poreuse
• la taille et la forme des cellules
• le type de cellule : ouverte ou fermée
• la porosité…

Naturellement, plus le λ équivalent est faible, plus sa capacité d’isolation est grande et plus le matériau sera mince pour une résistance thermique recherchée ce qui très souvent s’avère essentiel pour sa fonction et son prix.

La recherche de la conductivité thermique la plus faible possible est donc un objectif constant pour le fabricant ou l’utilisateur. Face à la complexité du matériau et au grand nombre de variables affectant la conductivité thermique, on comprend la difficulté à la quelle est confrontée un fabricant pour caractériser, optimiser, modifier les performances de son matériau.

Pour résoudre cette difficulté, la société EC2-Modelisation, bureau d’études expert en calcul et modélisation de structures mécaniques et thermique, vient de finaliser la réalisation du Logiciel Modélia®.

Modélia® constitue un outil métier idéal pour comprendre les transferts de chaleur et prédire ou optimiser les caractéristiques d’isolation des milieux cellulaires de forte porosité (ε>0,8).

Après de nombreuses années de Recherche et Développement, en collaboration avec le Dr. Remi Coquard, spécialiste des transferts thermiques, le logiciel Modélia®, autonome, unique et exclusif, permet le calcul et la prédiction des propriétés thermiques des matériaux poreux. Modélia® est un outil rapide qui permet de calculer l’évolution de la conductivité thermique et de visualiser graphiquement la structure poreuse du milieu étudié.
Les calculs sont effectués à partir de données d’entrée simples comme la porosité du matériau, le diamètre moyen des pores, la distribution de tailles de cellule, les propriétés optiques de la phase solide, les conductivités thermiques des constituants solide et gaz. Il fait appel à la méthode de tesselation de Voronoï pour générer l’architecture des mousses. Il peut aussi effectuer les calculs sur des maillages issus directement d’analyses tomographiques.

En faisant varier les paramètres d’entée, il permet au fabricant ou à l’utilisateur de déterminer avec efficacité, précision, rapidité et économie la composition et la structure optimale de l’isolant qu’il souhaite utiliser ou mettre en production ou à modifier, pour assurer les plus hautes performances de son matériau isolant.