C'est le matériau solide le plus léger jamais produit, et il est fait presque entièrement d'air. L'aérogel de silice intrigue depuis les années 1930, il a servi à isoler des instruments sur Mars, et on le retrouve aujourd'hui dispersé dans des revêtements de bâtiment. Voici ce qu'il fait réellement, et ce qu'il ne fait pas.
Un solide qui est surtout du vide
On obtient un aérogel en fabriquant un gel de silice, puis en retirant le liquide sans laisser la structure s'effondrer. Ce qui reste est un squelette minéral extrêmement fin qui emprisonne de l'air dans des pores nanométriques. Le résultat est un solide dont plus de 90 % du volume est de l'air immobilisé.
Visuellement, c'est déroutant : le matériau est translucide, un peu bleuté par diffusion de la lumière, exactement comme l'est le ciel. Son surnom anglais, frozen smoke, décrit bien l'impression qu'il donne.
Pourquoi cette structure isole si bien
La chaleur traverse un matériau par trois chemins, et l'aérogel les gêne tous les trois.
- La conduction a besoin de matière continue pour se propager. Ici le squelette solide est si ténu que le chemin est long et étroit.
- La convection a besoin que l'air circule. Dans des pores de quelques dizaines de nanomètres, les molécules d'air ne peuvent plus former de courant : l'air est immobilisé, ce qui est très différent d'un air simplement enfermé.
- Le rayonnement est diffusé par l'énorme surface interne développée par la structure.
C'est cette combinaison, et non le seul fait de contenir de l'air, qui fait de l'aérogel de silice l'un des meilleurs isolants connus. Une mousse classique enferme aussi de l'air, mais dans des cellules mille fois plus grandes, où la convection reste possible.
Ce que ça change dans un revêtement
Une peinture n'a pas l'épaisseur d'un isolant, et personne ne devrait prétendre le contraire. Ce que des charges d'aérogel apportent à un film mince, c'est autre chose : elles freinent le transfert de chaleur à travers le film lui-même et abaissent la conductivité thermique du revêtement sec.
Sur une paroi, cet effet se cumule avec celui de la surface. En toiture, la fonction principale reste de renvoyer le rayonnement solaire avant qu'il ne devienne de la chaleur, ce que mesure le SRI. En intérieur, la logique s'inverse : le film freine la fuite de chaleur vers une paroi froide et renvoie une partie du rayonnement infrarouge vers la pièce, ce qui remonte la température ressentie sans toucher au thermostat.
Les fiches techniques de TALME THERM FAÇADE et de TALME PURE CONFORT mentionnent explicitement les aérogels de silice dans leur composition.
Ce qu'il ne faut pas en attendre
Trois précisions, parce que ce matériau attire les promesses excessives.
- Ce n'est pas une isolation. Quelques centaines de microns de film ne remplacent pas des centimètres d'isolant, et aucune réglementation thermique ne les reconnaît comme tels. Un revêtement chargé en aérogel se combine à une isolation, il ne s'y substitue pas.
- Le taux de charge décide de tout. Entre un produit qui contient une trace d'aérogel et un produit qui en est réellement chargé, l'écart de performance est considérable, et le mot sur l'étiquette est le même.
- La mise en œuvre compte autant. Un film appliqué trop mince ou sur un fond mal préparé perd l'essentiel du bénéfice.
Questions fréquentes
L'aérogel est-il dangereux à appliquer ?
Dans un revêtement en phase aqueuse, les charges sont dispersées dans le liquide et il n'y a pas de poudre en suspension. Les précautions habituelles de peinture suffisent, et la fiche de données de sécurité du produit fait foi.
Est-ce que ça change l'aspect de la peinture ?
Les charges donnent un fini mat et une texture légèrement plus garnissante qu'une peinture classique. Sur un mur intérieur, l'aspect reste celui d'un mat profond.
Pourquoi ce matériau reste-t-il cher ?
Le séchage supercritique qui permet de retirer le liquide sans effondrer la structure est un procédé lent et coûteux en énergie. C'est la raison pour laquelle l'aérogel se retrouve en charge dans un film mince plutôt qu'en panneau sur un chantier courant.
Isoler ou réfléchir : ce ne sont pas les mêmes physiques
Une isolation et un revêtement réfléchissant ne s'attaquent pas au même phénomène, et c'est pour cette raison qu'ils se complètent au lieu de se remplacer.
L'isolation freine la chaleur qui traverse. Laine de verre, polystyrène et polyuréthane ralentissent la conduction : la chaleur passe quand même, plus lentement. C'est indispensable en hiver.
Un revêtement réfléchissant l'empêche d'entrer. Le soleil chauffe une toiture par rayonnement, pas par contact. Une surface qui renvoie ce rayonnement ne le laisse pas se transformer en chaleur.
C'est ce qui explique qu'une toiture parfaitement isolée puisse rester invivable en août : l'isolation retient à l'intérieur la chaleur qu'elle a fini par laisser passer.
Ce que l'aérogel apporte, et ce qu'il ne remplace pas
Avec une conductivité thermique de l'ordre de 0,015 W/m·K, l'aérogel de silice est le solide le moins conducteur connu. À titre de comparaison, une laine de verre ou un polystyrène expansé tournent autour de 0,035, un polyuréthane autour de 0,025, un béton autour de 1,65.
Ces valeurs sont des ordres de grandeur publiés pour ces familles de matériaux, pas des mesures Talme. Elles servent à comparer, pas à conclure.
Et il faut être clair sur un point : une peinture chargée en aérogel n'est pas une isolation. Un revêtement se mesure en dizaines de microns une fois sec, un isolant en centimètres. Ce que l'aérogel apporte dans une formulation, c'est une charge qui ne conduit presque pas la chaleur, dans un produit dont l'effet principal reste la réflexion du rayonnement.
Un matériau né pour l'espace
La NASA a employé l'aérogel là où l'isolation devait être à la fois extrême et légère, notamment sur les rovers martiens, dont les nuits descendent sous les quatre-vingts degrés négatifs. C'est le même matériau, dispersé cette fois dans un revêtement de bâtiment.