Isolants électriques courants : Matériaux, propriétés et usages
Ce qui fait un bon isolant
Les isolants ont un grand gap de bande (> 5 eV) et pas de porteurs libres aux températures de fonctionnement. Électrons fortement liés ; champs appliqués causent seulement légère polarisation, pas conduction.
Top isolants pratiques
| Matériau | Résistivité volumique (Ω·cm) | Rigidité diélectrique (V/mil) | Usages typiques |
|---|---|---|---|
| PTFE (Teflon) | 10¹⁸ | 1 500 | Diélectrique coax, PCB haute fréquence, wire wrap |
| FEP / PFA | 10¹⁸ | 1 400 | Gaines câbles plenum, verrerie labo |
| PE réticulé (XLPE) | 10¹⁶ | 1 000 | Isolation câbles HTA |
| Caoutchouc EPR / EPDM | 10¹⁵ | 800 | Câbles souples, sorties moteur |
| Caoutchouc silicone | 10¹⁵ | 500 | Fils haute temp, isolateurs extérieurs |
| PVC (plastifié) | 10¹³–10¹⁵ | 400–600 | Fils bâtiment (NM-B, gaine THHN) |
| Polyéthylène (HDPE) | 10¹⁶ | 800 | Gaines telecom, coax faible perte |
| Céramique (Al₂O₃, Porcelaine) | 10¹⁴ | 250 | Bougies, bagues HT, substrats |
| Verre (Soude-chaux, Borosilicate) | 10¹²–10¹⁴ | 200–500 | Enveloppes, traversées, gaine fibre optique |
| Air (sec, 1 atm) | ~10⁹ (surface) | 75 (3 kV/mm) | Isolation par air, condensateurs variables |
Isolants spéciaux et émergents
- Polyimide (Kapton) : 400 °C continu, durci radiations — harnais spatiaux.
- Mica / Bande mica : Câbles survie feu (intégrité circuit > 2 h à 950 °C).
- Diélectriques nanocomposites : Époxy + nanoparticules SiO₂ — rigidité claquage plus haute, permittivité plus basse.
Rappels critiques conception
- Pas d'isolant parfait : Tous claquent à champ suffisant (courbe Paschen gaz, claquage intrinsèque solides).
- Traçage surface : Contamination + humidité créent chemins conducteurs — règles creepage/clearance (CEI 60664) importent plus que résistivité volumique.
- Vieillissement : UV, ozone, cycles thermiques, décharges partielles dégradent polymères — déclasser pour vie 20–40 ans.
Choisissez l'isolant qui survit à votre tension, température, flexion mécanique, exposition chimique, et réglementaire — pas juste le plus haut chiffre résistivité.