Quantification de l’impact de la résistance thermique de contact entre fibres sur la conduction dans les matériaux d’isolation fibreux

Nous décrivons une nouvelle approche de simulation nodale, ainsi qu’un modèle théorique correspondant, permettant de quantifier la conduction thermique à travers la phase solide dans des réseaux fibreux tridimensionnels, en considérant l’impact des résistances de contact entre fibres. Nous démontrons que la conductivité solide peut être calculée par une courbe maîtresse, uniquement à partir de paramètres géométriques du milieu, en particulier dans le cas de milieux peu denses. Cela constitue un outil de prédiction puissant à appliquer à l’étude d’isolants réels comme la laine de verre, notamment pour rechercher des stratégies d’optimisation basées sur les paramètres structuraux des matériaux.

We describe a new nodal simulation approach, and a corresponding theoretical model, to quantify thermal conduction through the solid phase in three-dimensional fibrous networks, with the impact of fiber-to-fiber thermal contact resistances. We demonstrate that the solid thermal conductivity can be calculated by a master curve, based solely on geometric parameters of the medium, particularly in the case of low-connectivity. This provides a powerful predictive tool to be applied to the study of real insulation materials, to develop in particular optimization strategies based on structural parameters.

Matériaux d’isolation fibreux conduction résistance thermique de contact simulation numérique conductivité solide

Fibrous insulation materials conduction thermal contact resistance numerical simulation solid-phase conductivity