Ce que vous devez savoir sur l'aérogel

Qu'est-ce que l'aérogel ?

L'aérogel est un matériau poreux tridimensionnel composé de pores de taille nanométrique et d'une structure nanométrique. Sa structure unique lui confère des propriétés inégalées par rapport aux matériaux conventionnels, notamment une conductivité thermique extrêmement faible.

Taille des pores de l'aérogel (20-50 nm)

Microstructure de l'aérogel

Conductivité thermique des différents matériaux isolants

Le principe isolant de l'aérogel

Effets de « Infinite Path » :

Le squelette en forme de maille de l'aérogel étend les chemins de conduction thermique à l'infini, ce qui rend difficile la transmission de la chaleur à l'interface entre le gaz et le solide.

Effet « Convection zéro » :

La taille des pores de l'aérogel (20 à 50 nm) est inférieure au libre parcours moyen de l'air (70 nm), de sorte que l'air à l'intérieur ne peut pas circuler librement.

Effet « Barrière thermique infinie » :

La structure en réseau de l’aérogel crée un « effet de barrière thermique infini », bloquant le rayonnement thermique.

Composites d'aérogel

En combinant un aérogel nanométrique avec un substrat tel que la fibre de verre ou la fibre céramique, ses excellentes performances s'intègrent parfaitement à la flexibilité du substrat. Cela optimise sa légèreté et son isolation thermique, tout en lui conférant souplesse et robustesse. Doté de propriétés supplémentaires telles qu'une durée de vie ultra-longue, une isolation thermique optimale, une résistance élevée au feu et d'excellentes propriétés mécaniques, il est largement utilisé dans des secteurs tels que l'aérospatiale, les réseaux thermiques, la pétrochimie, les véhicules à énergies nouvelles, le transport ferroviaire, l'électroménager, le textile, etc.

Exemples d'application

Comparé aux solutions isolantes traditionnelles en coton, l'aérogel est plus sûr, plus respectueux de l'environnement, plus économe en énergie et plus efficace pour isoler les canalisations et équipements industriels.

Prenons l'exemple d'une conduite de vapeur industrielle à moyenne et haute température. La température de la vapeur est de 465 °C, la pression de 5,3 MPa, le débit de 60 t/h et le diamètre de DN250. L'isolant d'origine était de l'aluminosilicate de 150 mm. La comparaison de l'effet isolant avec la couverture isolante en aérogel est la suivante :

Par rapport à la perte de chaleur de 150 mm d'aluminosilicate, les économies d'énergie réalisées grâce à la solution d'aérogel peuvent dépasser 40%.

Un calcul comparatif des deux méthodes montre que les économies d'énergie annuelles et les avantages de la méthode de l'aérogel par rapport à la méthode de l'aluminosilicate, calculés par km de longueur de tuyau, sont les suivants :

*Calculé sur la base d'un fonctionnement constant de 8 000 h, avec un prix de chaleur de 70 RMB/GJ.

Les matériaux aérogels peuvent créer une plus grande valeur économique pour les clients sur le long terme grâce à leur longue durée de vie et à leur haute efficacité. Les calculs sont basés sur une durée de vie effective de 3 ans pour l'aluminosilicate et de 15 ans pour la couverture d'aérogel. L'utilisation de couvertures isolantes en aérogel réduit le nombre d'installations de 4 par rapport à l'utilisation de couvertures en aluminosilicate sur 15 ans. L'investissement total dans les couvertures isolantes en aérogel est réduit d'environ 551 TP3T par rapport aux matériaux traditionnels, ce qui permet d'économiser en moyenne 91 770 RMB par an sur les coûts de matériaux et de construction. L'utilisation de couvertures d'aérogels à la place des aluminosilicates peut générer un bénéfice annuel de 362 150 RMB, et l'investissement supplémentaire lié à l'utilisation de couvertures en aérogel peut être amorti en 1,7 an. Pendant la durée de vie du matériau aérogel (15 ans dans cet exemple), l'utilisation de l'isolation en aérogel dans les pipelines accumulera des avantages économiques supplémentaires pour les utilisateurs d'environ 4 816 590 000 RMB (362 150 RMB * 13,3 ans ≈ 4 816 590 000).

Considérant l'ensemble du cycle de vie des matériaux aérogels, cette solution réduit le nombre de cycles de maintenance et de remplacement par rapport aux solutions traditionnelles en coton isolant, diminuant ainsi les coûts d'exploitation et de maintenance des isolants de canalisations. De plus, elle permet des économies d'énergie, offrant ainsi de grands avantages économiques aux clients et réduisant considérablement les coûts d'exploitation et de gestion des entreprises.

De plus, les propriétés hydrophobes et respirantes uniques du matériau aérogel offrent une protection maximale contre la corrosion sous isolation (CUI).

La couverture isolante en aérogel est le matériau isolant le plus idéal pour l'isolation des pipelines industriels, l'isolation des réservoirs, la protection et l'isolation des incendies automobiles, l'isolation des bâtiments et d'autres domaines.

Tagué Aérogel