Isolant électrique : Garantissez la sécurité de vos installations électriques avec les isolants appropriés

Les mesures de sécurité sont capitales dans les installations électriques et les isolants électriques en font partie. Ils empêchent le passage du courant électrique entre deux pièces conductrices. Les isolateurs sont également utilisés pour protéger le système et assurer une distribution et un transport sûrs de l’énergie. Regardons de plus près les isolants électriques pour assurer la sécurité de vos installations électriques en utilisant les bons isolateurs.

Isolant électrique : qu’est-ce que c’est ?

Un isolant électrique est un élément ou un organe dont le but est de barrer le passage du courant électrique entre deux pièces électriquement conductrices. On l’appelle également matériau diélectrique, car il n’a presque pas de charge libre, ce qui entraîne un manque de conductivité électrique, conduisant à ses propriétés isolantes.

L’isolation est définie par deux facteurs :

Sa résistance électrique : cette valeur, en ohms (Ω), permet de déterminer la capacité d’un matériau à résister au courant électrique.

Sa rigidité diélectrique : il s’agit de la tension maximale que peut supporter un matériau avant de ne plus pouvoir empêcher le passage du courant. Elle est calculée en volts par mètre (V.m-1).

En termes simples, la matière est constituée de molécules contenant des atomes. Il existe plusieurs niveaux d’énergie, appelés théorie des bandes, qui nous permettent de connaître la valeur énergétique des électrons dans un solide :

• La bande de valence qui est une « zone » riche en électrons, c’est une intersection entre des atomes ;
• Bande de conduction, une autre bande d’énergie (vide ou remplie) à travers laquelle les électrons peuvent passer ;
• Des interstices qui sont des bandes intermédiaires dont la taille varie en fonction du matériau. Plus la valeur est faible, plus les électrons peuvent se déplacer entre la bande de valence et la bande de conduction (matériaux conducteurs). Plus la valeur est élevée, plus il est difficile pour les électrons de passer entre les bandes (isolants).

Dans ces matériaux isolants, la conductivité est à peu près nulle et ces électrons ne se déplacent pas entre les bandes et les atomes. Ils agissent donc comme une barrière au courant électrique.

Les rôles de l’isolant électrique

Protège les systèmes électriques

À noter que le courant électrique peut se véhiculer n’importe où : dans les airs, sous terre, encastré et même sous l’eau. Les lignes électriques et les câbles sont utilisés pour transmettre l’énergie. Pour assurer ce transfert, vous devez sécuriser votre système. Sans isolant électrique, le courant peut entrer en contact avec un grand nombre d’éléments conducteurs, entraînant des pertes de tension, des courts-circuits et même des dommages aux équipements électriques dus à un arc électrique. Tous ces risques représentent des dangers plus ou moins graves pour l’homme.

Limite les pertes

L’isolant électrique conduit l’énergie pour éviter qu’elle ne s’échappe vers l’extérieur. Le matériau isolant agit comme une barrière et comprime en quelque sorte l’enveloppe électrique et son boîtier. Cela garantit que l’électricité est transportée de manière fiable, qu’il n’y a pas de changements de tension dans le courant et que les pertes d’énergie pendant le transport sont limitées.

Assure la sécurité des gens

Maintenant que les équipements électriques sont bien protégés et que la transmission du courant est garantie sans perte, il faut assurer la sécurité des gens. Cela affecte tout le monde, y compris les techniciens qui travaillent avec des fils électriques, les soudeurs qui utilisent des arcs et les particuliers.

Les différents types d’isolants électriques

Il existe une longue liste d’isolants électriques, que ce soit naturels, synthétiques ou solides :

Isolant naturel

Il y a de nombreux isolants naturels, mais certains facteurs peuvent changer rapidement, entraînant une perte de leurs propriétés isolantes :

• L’air contient des molécules électriquement neutres, notamment de l’azote et de l’oxygène, il est donc partiellement isolant. Dès que la tension de claquage est atteinte, un phénomène d’ionisation se déclenche et un arc se produit.
• L’eau est un isolant électrique, mais à une condition : elle doit être pure. Dans ce cas, la teneur en ions est très faible et aucun courant ne circule. À l’inverse, si elle est impure, elle peut présenter une conductivité ;
• Le bois séché appartient également à un type d’isolant électrique naturel. Attention, le bois peut devenir conducteur lorsqu’il est mouillé ;
• Le latex naturel possède de bonnes propriétés diélectriques. Vous pouvez le voir dans les gants de protection.

Isolant synthétique

La plupart des isolants utilisés dans les réseaux industriels, domestiques et électriques sont fabriqués par l’homme. Parmi eux figurent :

• Un isolant indispensable pour recouvrir les gaines des fils électriques qui est le plastique ;
• Le verre : jusqu’au milieu des années 1970, il était utilisé dans l’isolation du verre pour les lignes électriques ;
• La porcelaine et l’émail ont été utilisés avant que le verre ne soit utilisé pour fabriquer les mêmes isolants ;
• Le caoutchouc est utilisé pour fabriquer des tapis électriquement isolants afin de protéger les professionnels, comme les soudeurs contre les chocs électriques au travail ;
• Un papier placé entre deux plaques d’aluminium servait d’isolant électrique au condensateur. Actuellement, il est utilisé dans les équipements électriques, les panneaux de commande, les moteurs… ;
• Pour éviter les courts-circuits, surtout sur les batteries, on utilise du carton.
• Le polyéthylène est un matériau courant. Il est léger, solide, abordable et durable. C’est ce matériau qui recouvre les fils électriques ;
• Bien que le polyimide soit un matériau très fin (1 mm d’épaisseur), il présente une résistance électrique élevée. Il est utilisé dans des domaines spécifiques, tels que les environnements aérospatiaux et militaires.

Isolant solide

En général, tous les matériaux solides sont des isolants électriques, comme les matériaux de construction tels que le béton, la pierre et le plâtre. La stéatite est une pierre très tendre qui s’effrite facilement. Il a une haute résistance électrique et peut être déformé sous diverses formes. Toutes ces propriétés garantissent une polyvalence dans de nombreux domaines, notamment les installations industrielles, les appareils électroménagers, les avions et les automobiles.

Critères de choix pour l’isolant électrique

La capacité diélectrique

Il permet de repérer des matériaux qui répondent aux exigences d’isolation. Pour ce faire, assurez-vous que les propriétés diélectriques du matériau répondent à vos exigences. Plus la tension est élevée, meilleures sont les propriétés diélectriques du matériau. Cette propriété entraîne également une autre propriété : la résistance à la chaleur.

La classe thermique

Les isolants électriques bloquent l’électricité, non seulement parce que l’électricité génère de la chaleur, mais aussi parce que le matériau doit y faire face. Cette capacité à résister à la chaleur est établie par la norme CEI 60085, qui répertorie les isolants en huit classes thermiques :

Classe thermique	Température max
A	105 °C
B	130 °C
F	155 °C
H	180 °C
N	200 °C
R	220 °C
S	240 °C
C	>240 °C

Ces classes thermiques renseignent sur la température maximale de fonctionnement afin que la durée de vie de l’isolation soit optimale. Ils ne représentent pas un point de rupture pouvant conduire à une dégradation ou à une destruction de l’isolation. Pour référence, les températures des processeurs d’ordinateur dépassent rarement 90°C et les températures des disques durs restent inférieures à 50°C. Certains câbles électriques utilisés dans l’industrie peuvent résister à des températures allant de 180°C (Classe H) à 220°C en pointe (Classe R).

La qualité et le prix

Comme pour tout produit, la qualité est un critère essentiel pour une isolation efficace. Le verre était largement utilisé au XIXe siècle, mais présentait des limites qui compromettaient les autres matériaux isolants, de meilleure qualité et moins chers.

Le prix et la qualité vont souvent de pair. Plus la qualité de l’isolation est élevée, plus le coût est élevé. À vous de décider dans quelle mesure votre budget vous le permet et de choisir la solution qui offre le meilleur équilibre entre qualité et prix.