Vous souhaitez réaliser une mesure de diffusivité thermique sur vos matériaux
Évaluer la capacité d’un matériau à transmettre la chaleur avec précision
La diffusivité thermique est une propriété physique qui décrit la vitesse à laquelle la chaleur se propage à l’intérieur d’un matériau lorsqu’il est soumis à une variation de température. C’est la capacité qu'il a à répartir rapidement la chaleur qu’il reçoit.
Elle combine trois paramètres fondamentaux :
La conductivité thermique (capacité à conduire la chaleur)
La capacité calorifique (quantité d’énergie nécessaire pour augmenter sa température)
La densité du matériau
Elle constitue un paramètre essentiel pour dimensionner, valider et optimiser vos matériaux thermiquement sollicités.
Nos moyens techniques pour la mesure de diffusivité thermique
Méthode Flash Laser (LFA)
Un laser envoie une impulsion sur une face de l’échantillon ; un détecteur infrarouge mesure la montée en température sur la face opposée
Méthode Hot Disk
Analyse transitoire par source plane, permettant des mesures simultanées
Méthode Hot Wire
Méthode transitoire pour mesurer la diffusivité dans les liquides, gels, huiles et matériaux poreux.
DSC
Mesure complémentaire permettant de compléter le calcul de diffusivité.
Le laboratoire FILAB réalise la mesure de diffusivité thermique
Dans quel contexte réaliser une mesure de diffusivité thermique ?
Mesurer la diffusivité thermique permet de :
comprendre la vitesse à laquelle la chaleur se propage dans un matériau,
comparer plusieurs choix matière pour sélectionner la solution la plus adaptée,
valider une dissipation ou une isolation thermique attendue,
contrôler la stabilité d’un procédé ou d’une formulation en production,
évaluer l’impact d’un traitement thermique, d’un vieillissement ou d’un environnement contraignant,
modéliser le comportement thermique d’une pièce ou d’un système complet,
investiguer une défaillance liée à un échauffement ou à une perte d’isolation.
Cette mesure devient essentielle dans de nombreux domaines : électronique et batteries, mobilité électrique, énergie, aérospatial, dispositifs médicaux, transport, emballages techniques, fabrication additive, etc.
Nos prestations d'analyse thermique en laboratoire
De l’analyse à la R&D, le laboratoire FILAB propose des services multisectoriels répondant à plusieurs types de demandes d’analyses thermiques telles que :
FAQ
La mesure de la diffusivité thermique s’adapte à une très large variété de matériaux, qu’ils soient massifs, fins, poreux ou fluides. À filab, les essais sont réalisés sur :
Métaux et alliages : aluminium, aciers, inox, titane, cuivre… utiles pour l’aéronautique, l’énergie, la mobilité ou la fabrication additive.
Polymères et élastomères : thermoplastiques, thermodurcissables, biopolymères, films, résines… avec ou sans charges.
Composites : stratifiés, matériaux fibreux, composites carbone ou verre, matériaux techniques haute performance.
Céramiques et matériaux réfractaires : oxydes, nitrures, carbures, matériaux isolants ou ultra-résistants.
Verres et vitrifiables, utilisés en électronique, optique ou emballages.
Mousses et matériaux cellulaires : polymères expansés, mousses métalliques ou céramiques, isolants thermiques.
Poudres (polymères, métalliques, céramiques) — notamment pour la fabrication additive, le frittage ou l’injection métal/plastique.
Liquides, huiles et gels, dont les comportements thermiques évoluent fortement selon la température.
La diffusivité mesure la vitesse de propagation de la chaleur ; la conductivité mesure la quantité de chaleur transmise. Les deux propriétés sont liées mais distinctes.
Non, dans la grande majorité des cas. Les méthodes transitoires (LFA, Hot Disk, Hot Wire) sont non destructives.
Plusieurs méthodes permettent de mesurer avec précision la diffusivité thermique, sur un large panel de matériaux.
- Méthode Flash Laser (LFA – Laser Flash Analysis)
La méthode de référence internationale.
Principe :
Un laser envoie une impulsion sur une face de l’échantillon ; un détecteur infrarouge mesure la montée en température sur la face opposée. L’analyse du signal permet de calculer la diffusivité thermique.
Avantages :
très haute précision
mesures sur une large plage de températures
adaptée aux matériaux massifs ou sous forme de pastilles
idéale pour métaux, céramiques, polymères, composites
- Méthode Hot Disk (TPS – Transient Plane Source)
Analyse transitoire par source plane, permettant une mesure simultanée de :
diffusivité thermique
conductivité thermique
capacité thermique
Avantages :
adaptée aux matériaux isotropes et anisotropes
idéale pour mousses, poudres, polymères, composites
- Méthode Hot Wire (fil chaud)
Méthode transitoire pour mesurer la diffusivité dans les liquides, gels, huiles et matériaux poreux.
- DSC :
La DSC n’est pas une méthode de mesure de la diffusivité thermique mais elle est indispensable pour calculer la conductivité thermique à partir d’une mesure de diffusivité (LFA).
Elle intervient donc comme technique complémentaire, essentielle à une caractérisation thermique complète
