{"id":9572,"date":"2026-05-29T16:06:50","date_gmt":"2026-05-29T08:06:50","guid":{"rendered":"https:\/\/rysilicone.com\/?p=9572"},"modified":"2026-05-29T16:08:03","modified_gmt":"2026-05-29T08:08:03","slug":"silicone-thermal-conductivity","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rysilicone.com\/fr\/silicone-thermal-conductivity\/","title":{"rendered":"Conductivit\u00e9 thermique et plage de temp\u00e9rature du silicone\u00a0: valeurs, limites et comparaison des mat\u00e9riaux"},"content":{"rendered":"

Pour sp\u00e9cifier le silicone d'une pi\u00e8ce soumise \u00e0 des variations de temp\u00e9rature, il vous faut deux chiffres et une limite, pas un cours de chimie. La plupart des documents techniques noyent ces informations sous un jargon encyclop\u00e9dique, si bien que les acheteurs perdent leur temps \u00e0 nous appeler pour nous demander ce qui tient en une seule ligne.<\/p>\n\n\n\n

Le silicone poss\u00e8de une faible conductivit\u00e9 thermique (environ 0,2 W\/m\u00b7K) et une plage de temp\u00e9rature de fonctionnement continue standard de -60 \u00b0C \u00e0 +230 \u00b0C. Il isole la chaleur plut\u00f4t qu'il ne la conduit, sauf s'il est charg\u00e9 d'additifs c\u00e9ramiques ou m\u00e9talliques.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Tout ce qui suit d\u00e9taille cette phrase\u00a0: les valeurs, les limites r\u00e9elles et la fa\u00e7on dont le silicone se compare aux caoutchoucs avec lesquels il est habituellement en concurrence.<\/p>\n\n\n\n

\"Le
Le caoutchouc de silicone bloque le flux de chaleur du c\u00f4t\u00e9 chaud et maintient l'autre c\u00f4t\u00e9 froid\u00a0; c'est un isolant thermique, et non un conducteur.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Qu'est-ce que la conductivit\u00e9 thermique du silicone\u00a0?<\/h2>\n\n\n\n

Le caoutchouc de silicone non charg\u00e9 (VMQ) pr\u00e9sente une conductivit\u00e9 thermique d'environ 0,2 W\/m\u00b7K, g\u00e9n\u00e9ralement indiqu\u00e9e dans le tableau ci-dessous. Bande 0,1\u20130,4 W\/m\u00b7K<\/a> en fonction de la qualit\u00e9 et de la charge de remplissage. Le polym\u00e8re de base, le PDMS, mesure environ 0,15 W\/m\u00b7K<\/a>, et mesures en laboratoire sur une plage de -50 \u00e0 150 \u00b0C<\/a> Maintenez la temp\u00e9rature dans cette plage basse. \u00c0 titre de comparaison, la conductivit\u00e9 thermique du cuivre est d'environ 400 W\/m\u00b7K et celle de l'aluminium d'environ 200 W\/m\u00b7K. Le silicone n'est donc pas un conducteur de chaleur, mais un isolant thermique qui r\u00e9siste \u00e0 des temp\u00e9ratures que la plupart des plastiques ne supportent pas.<\/p>\n\n\n\n

C\u2019est l\u00e0 le point que les acheteurs ne comprennent pas\u00a0: lorsqu\u2019un dessin technique mentionne du \u201c\u00a0silicone pour la chaleur\u00a0\u201d, il s\u2019agit presque toujours de chaleur r\u00e9sistance<\/em>, pas de chaleur transfert<\/em>. Ce sont des exigences oppos\u00e9es, qui orientent le choix des mat\u00e9riaux dans des directions diff\u00e9rentes.<\/p>\n\n\n\n

Petit rappel concernant l'unit\u00e9\u00a0: la conductivit\u00e9 thermique en W\/m\u00b7K indique la vitesse \u00e0 laquelle la chaleur se propage. \u00e0 travers<\/em> Un mat\u00e9riau. Un coefficient de conductivit\u00e9 thermique faible signifie que la chaleur se propage lentement\u00a0; la surface au toucher reste donc plus froide tandis que l\u2019autre chauffe. C\u2019est pr\u00e9cis\u00e9ment le comportement recherch\u00e9 pour une poign\u00e9e ou un joint, et c\u2019est pr\u00e9cis\u00e9ment ce comportement qu\u2019il faut contourner avec des charges lorsqu\u2019il est n\u00e9cessaire de favoriser la conduction thermique.<\/p>\n\n\n\n

Silicone thermoconducteur (qualit\u00e9s charg\u00e9es)<\/h3>\n\n\n\n

Lorsque la fonction est de dissiper la chaleur \u2014 pads thermiques, mat\u00e9riaux de remplissage d'espace, mat\u00e9riaux d'interface thermique (TIM) sous un processeur ou un module d'alimentation \u2014, nous n'utilisons pas de silicone de base. Nous l'impr\u00e9gnons d'alumine, de nitrure de bore ou d'oxyde m\u00e9tallique.<\/p>\n\n\n\n

\"Patin
Patin d'interface thermique en silicone gris sur une carte de circuit imprim\u00e9 sous un dissipateur thermique<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Type de silicone<\/strong><\/th>Conductivit\u00e9 thermique (W\/m\u00b7K)<\/strong><\/th>Utilisation typique<\/strong><\/th><\/tr><\/thead>
VMQ non rempli<\/td>~0.2<\/td>Joints d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9, garnitures, isolants, pi\u00e8ces moul\u00e9es diverses<\/td><\/tr>
L\u00e9g\u00e8rement rempli<\/td>0,5\u20131,0<\/td>coussins thermiques de base<\/td><\/tr>
Conducteur thermique (fortement rempli)<\/td>1,0\u20135,0+<\/td>TIM, mat\u00e9riaux de remplissage d'espace sous \u00e9lectronique de puissance<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Le compromis est d'ordre m\u00e9canique : plus la charge conductrice est importante, plus le plus dur et moins \u00e9lastique<\/a> La pi\u00e8ce est obtenue. Vous achetez de la conductivit\u00e9 avec de la flexibilit\u00e9. C'est cette tension qui d\u00e9termine le choix de la qualit\u00e9, et non une simple sp\u00e9cification.<\/p>\n\n\n\n

La chimie de la charge d\u00e9termine la conductivit\u00e9 thermique maximale. L'alumine (oxyde d'aluminium) est le mat\u00e9riau de r\u00e9f\u00e9rence\u00a0: \u00e9conomique, stable et offrant une conductivit\u00e9 thermique d'environ 1 \u00e0 3\u00a0W\/m\u00b7K pour des charges pratiques. Le nitrure de bore atteint des valeurs plus \u00e9lev\u00e9es, de l'ordre de 3 \u00e0 6\u00a0W\/m\u00b7K, tout en conservant ses propri\u00e9t\u00e9s d'isolation \u00e9lectrique. C'est pourquoi on le retrouve dans les mat\u00e9riaux d'interface thermique des composants \u00e9lectroniques de puissance. Lorsque l'isolation \u00e9lectrique n'est pas requise, les grades charg\u00e9s de graphite ou de m\u00e9tal permettent d'obtenir des conductivit\u00e9s encore plus \u00e9lev\u00e9es, mais au d\u00e9triment de la rigidit\u00e9 di\u00e9lectrique qui a initialement fait le succ\u00e8s du silicone. La r\u00e8gle de s\u00e9lection est simple\u00a0: choisir la conductivit\u00e9 la plus faible compatible avec les contraintes thermiques, car chaque point de W\/m\u00b7K suppl\u00e9mentaire r\u00e9duit l'allongement, la r\u00e9sistance \u00e0 la d\u00e9chirure et la dur\u00e9e de vie des outils.<\/p>\n\n\n\n

Plage de temp\u00e9rature et r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur du silicone<\/h2>\n\n\n\n

Il s'agit du deuxi\u00e8me chiffre, et c'est l\u00e0 que le silicone se distingue des caoutchoucs moins chers. La r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur englobe en r\u00e9alit\u00e9 trois aspects\u00a0: la temp\u00e9rature de fonctionnement continue de la pi\u00e8ce, les pics de temp\u00e9rature et la temp\u00e9rature minimale atteinte. Un bon mat\u00e9riau doit satisfaire \u00e0 ces trois exigences, et c'est pr\u00e9cis\u00e9ment dans l'\u00e9cart entre elles que l'on se retrouve avec un mat\u00e9riau inadapt\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

\"Joints
Joints en silicone rouge et joints toriques pr\u00e8s d'une bride m\u00e9tallique chaude<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Plage de travail continue standard<\/h3>\n\n\n\n

Le silicone standard r\u00e9siste \u00e0 des temp\u00e9ratures de -60 \u00b0C \u00e0 +230 \u00b0C en continu. Cette plage de temp\u00e9rature est suffisamment stable pour que nous la prenions syst\u00e9matiquement en compte pour la plupart des applications d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9, de joints et d'ustensiles de cuisine. Le terme \u201c\u00a0continu\u00a0\u201d est essentiel\u00a0: il s'agit de la temp\u00e9rature que la pi\u00e8ce peut supporter pendant toute sa dur\u00e9e de vie sans que sa duret\u00e9, sa r\u00e9sistance \u00e0 la traction ou son \u00e9tanch\u00e9it\u00e9 ne soient alt\u00e9r\u00e9es. C'est une valeur prudente, bas\u00e9e sur les donn\u00e9es techniques, et non une limite de dur\u00e9e de vie ponctuelle.<\/p>\n\n\n\n

Comportement \u00e0 haute temp\u00e9rature<\/h3>\n\n\n\n

Les joints haute temp\u00e9rature peuvent atteindre bri\u00e8vement 250 \u00e0 300 \u00b0C. La bri\u00e8vet\u00e9 de ces \u00e9pisodes est cruciale\u00a0: un joint peut supporter une pointe de temp\u00e9rature de 280 \u00b0C et se r\u00e9tablir, mais un maintien continu \u00e0 cette temp\u00e9rature r\u00e9duit consid\u00e9rablement sa dur\u00e9e de vie. Il est imp\u00e9ratif de toujours les s\u00e9parer. temp\u00e9rature maximale<\/strong> depuis temp\u00e9rature de service continue<\/strong> sur la fiche technique. Les acheteurs qui interpr\u00e8tent la valeur maximale comme une valeur de fonctionnement sont ceux qui rappellent au sujet de pi\u00e8ces durcies et cassantes.<\/p>\n\n\n\n

Grade<\/strong><\/th>Service continu<\/strong><\/th>pic court<\/strong><\/th><\/tr><\/thead>
VMQ standard<\/td>-60 \u00e0 +230 \u00b0C<\/td>~250\u00b0C<\/td><\/tr>
VMQ haute temp\u00e9rature<\/td>+230 \u00e0 +250 \u00b0C<\/td>~300\u00b0C<\/td><\/tr>
VMQ stabilis\u00e9 thermiquement<\/td>jusqu'\u00e0 +260\u00b0C<\/td>~315\u00b0C<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Les nuances thermostabilis\u00e9es utilisent de l'oxyde de fer et d'autres additifs thermiques pour permettre un service continu jusqu'\u00e0 260 \u00b0C. Elles co\u00fbtent plus cher et ne sont rentables que si la pi\u00e8ce fonctionne r\u00e9ellement dans cette plage de temp\u00e9rature pendant des milliers d'heures, et non pour un processus qui conna\u00eet des pics de temp\u00e9rature suivis d'un refroidissement.<\/p>\n\n\n\n

Comportement \u00e0 basse temp\u00e9rature<\/h3>\n\n\n\n

Le silicone conserve sa souplesse \u00e0 des temp\u00e9ratures bien plus basses que la plupart des \u00e9lastom\u00e8res. Les silicones standard r\u00e9sistent \u00e0 des temp\u00e9ratures d'environ -60 \u00b0C\u00a0; le fluorosilicone (FVMQ) atteint approximativement -73 \u00b0C. En dessous de cette temp\u00e9rature, le mat\u00e9riau se rigidifie et finit par devenir cassant. La fragilit\u00e9 \u00e0 basse temp\u00e9rature est mesur\u00e9e sous ASTM D746<\/a>, C'est la valeur \u00e0 v\u00e9rifier pour toute application en cha\u00eene du froid, a\u00e9rospatiale ou en ext\u00e9rieur en conditions hivernales. Le mode de d\u00e9faillance c\u00f4t\u00e9 froid n'est pas une fissuration imm\u00e9diate, mais une perte progressive d'\u00e9lasticit\u00e9. Un joint devenu vitreux sous l'effet du froid cesse de reprendre sa forme initiale, et un joint statique commence silencieusement \u00e0 fuir. C'est pourquoi c'est le point de fragilit\u00e9, et non la temp\u00e9rature minimale indiqu\u00e9e dans le catalogue, qui doit figurer sur le sch\u00e9ma.<\/p>\n\n\n\n

vieillissement thermique<\/h3>\n\n\n\n

La r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur ne se mesure pas \u00e0 un instant pr\u00e9cis\u00a0; elle concerne le comportement de la pi\u00e8ce apr\u00e8s des milliers d\u2019heures d\u2019exposition \u00e0 la chaleur. Le vieillissement thermique \u00e0 long terme est \u00e9valu\u00e9 sous diff\u00e9rentes conditions. ASTM D573<\/a>, Ce test mesure les variations de duret\u00e9, de r\u00e9sistance \u00e0 la traction et d'allongement apr\u00e8s une exposition prolong\u00e9e. C'est ce qui distingue un mat\u00e9riau certifi\u00e9 \u201c\u00a0230\u00a0\u00b0C\u00a0\u201d d'un mat\u00e9riau qui r\u00e9siste simplement \u00e0 230\u00a0\u00b0C une seule fois. En pratique, on analyse simultan\u00e9ment trois indicateurs de vieillissement\u00a0: une augmentation de la duret\u00e9 (le caoutchouc devient vitreux), une diminution de l'allongement (il se fissure au lieu de s'\u00e9tirer) et une perte de r\u00e9sistance \u00e0 la traction. Lorsqu'un acheteur signale une fragilisation des pi\u00e8ces en service, il s'agit presque toujours d'un d\u00e9s\u00e9quilibre entre le vieillissement et la temp\u00e9rature, et non d'un lot d\u00e9fectueux.<\/p>\n\n\n\n

Silicone vs autres \u00e9lastom\u00e8res\u00a0: comparaison thermique<\/h2>\n\n\n\n

Dans quels domaines l'enveloppe thermique en silicone surpasse-t-elle les autres solutions, et dans quels domaines est-elle moins performante\u00a0? Valeurs indicatives typiques\u00a0:<\/p>\n\n\n\n

Mat\u00e9riel<\/strong><\/th>Conductivit\u00e9 thermique (W\/m\u00b7K)<\/strong><\/th>Temp\u00e9rature maximale continue<\/strong><\/th>limite basse temp\u00e9rature<\/strong><\/th><\/tr><\/thead>
Silicone (VMQ)<\/td>~0.2<\/td>230 \u00b0C (pics \u00e0 environ 300 \u00b0C)<\/td>-60\u00b0C (FVMQ ~-73\u00b0C)<\/td><\/tr>
NBR (nitrile)<\/td>~0.25<\/td>100\u2013120\u00b0C<\/td>-30\u00b0C<\/td><\/tr>
EPDM<\/td>~0.35<\/td>130\u2013150 \u00b0C<\/td>-50\u00b0C<\/td><\/tr>
PTFE<\/td>~0.25<\/td>260\u00b0C<\/td>-200\u00b0C<\/td><\/tr>
FKM (Viton)<\/td>~0.20<\/td>200\u2013230 \u00b0C<\/td>-20\u00b0C<\/td><\/tr>
Caoutchouc naturel<\/td>~0.15<\/td>70\u201390\u00b0C<\/td>-50\u00b0C<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
\"Comparaison
Comparaison de la plage de temp\u00e9ratures de fonctionnement en continu\u00a0: silicone vs fluorosilicone, PTFE, EPDM et NBR<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Lecture du tableau par limite d'application\u00a0:<\/p>\n\n\n\n