Dans tout système électrique, les isolants jouent un rôle fondamental : ils séparent les conducteurs sous tension, préviennent les courts-circuits et garantissent la fiabilité de l’ensemble du système. Or, ces matériaux sont soumis tout au long de leur vie à une contrainte inévitable : la chaleur.
Qu’il s’agisse d’un moteur industriel, d’un transformateur haute tension ou d’un moteur de véhicule électrique, la température de fonctionnement est l’un des principaux facteurs de vieillissement prématuré de l’isolation. Une mauvaise sélection du matériau isolant — trop peu résistant thermiquement — peut conduire à une défaillance bien avant la fin de vie théorique du système.
C’est pour répondre à ce besoin de caractérisation et de comparaison objective des matériaux isolants que la notion d’indice thermique (IT) a été introduite dans les normes internationales. Chez SEG Diélectriques, fabricant français d’isolants pour machines électriques depuis 1946, la maîtrise de ces indices est au cœur de notre démarche de qualification produit.
Les Classes Thermiques selon IEC 60085
La norme IEC 60085 : un référentiel universellement reconnu
La norme IEC 60085 (reprise en CEI 60085 en France) définit les classes thermiques des matériaux isolants électriques. Elle associe à chaque classe une lettre et une température maximale de service, exprimée en degrés Celsius. Cette température correspond à la limite à laquelle l’isolant peut fonctionner de façon continue tout en conservant ses propriétés diélectriques et mécaniques pendant 20 000 heures — soit environ 2,3 ans de fonctionnement continu.
| Classe thermique | Lettre | Température maximale (°C) |
|---|---|---|
| Classe A | A | 105 °C |
| Classe E | E | 120 °C |
| Classe B | B | 130 °C |
| Classe F | F | 155 °C |
| Classe H | H | 180 °C |
| Classe N | N | 200 °C |
| Classe R | R | 220 °C |
| Classe S | S | 240 °C |
La Classe H (180 °C) est aujourd’hui la référence dominante dans les applications de moteurs électriques industriels et pour véhicules électriques exigeants.
L’indice thermique (IT) et l’IDC : au-delà des classes standardisées
La classification par lettre est pratique, mais elle ne suffit pas toujours pour décrire avec précision les performances d’un matériau. C’est pourquoi la norme introduit une grandeur complémentaire : l’Indice Thermique (IT) correspond à la température, exprimée en °C, à laquelle un matériau atteint son point limite en exactement 20 000 heures de vieillissement. Un matériau peut ainsi avoir un IT de 192 °C, ce qui dépasse la Classe H (180 °C) tout en étant inférieur à la Classe N (200 °C).
La loi d’Arrhénius : le fondement scientifique
L’ensemble des essais d’endurance thermique repose sur la loi d’Arrhénius, qui modélise la cinétique de dégradation des polymères en fonction de la température :
t = A · e^(B/Θ)
où :
- t est le temps avant atteinte du point limite (en heures)
- Θ est la température absolue d’essai (en Kelvin)
- A et B sont des constantes caractéristiques du matériau et de l’essai
En pratique, les essais sont conduits à trois températures différentes, permettant de tracer une droite dans un graphique log(t) = f(1/T). L’extrapolation de cette droite à t = 20 000 heures donne directement l’indice thermique du matériau.
Cette approche est normalisée par la IEC 60216 (CEI 60216 : Matériaux isolants électriques — Propriétés d’endurance thermique).
Exemple concret : certification Classe H
Pour qu’un matériau soit certifié Classe H, trois critères doivent être simultanément respectés lors des essais de vieillissement :
- À 200 °C, le point limite doit être atteint entre 5 000 et 20 000 heures.
- À 240 °C, le point limite doit être atteint au-delà de 100 heures (pour garantir que la cinétique est conforme).
- Par extrapolation de la droite d’Arrhénius, la température correspondant à t = 20 000 heures doit être ≥ 180 °C.
Le point limite dépend de la propriété mesurée. Pour une résine époxy non chargée, il s’agit classiquement d’une perte de masse de 10 % par rapport à la masse initiale. Pour un isolant souple, ce peut être la perte de 50 % de la résistance à la traction ou de la rigidité diélectrique.
SEG Diélectriques : une expertise certifiée au service de vos applications
Depuis plus de 75 ans, SEG Diélectriques développe et produit des isolants pour machines électriques sur son site de Poussan, près de Montpellier, France. Notre laboratoire interne maîtrise l’ensemble des protocoles d’essais d’endurance thermique conformément aux normes IEC 60085 et IEC 60216.
Notre gamme d’isolants certifiés thermiquement
SEG propose une gamme complète de films isolants laminés couvrant les classes thermiques de la Classe F (155 °C) à la Classe H (180 °C) et au-delà, adaptés aux besoins de :
- Moteurs industriels (pompes, compresseurs, ventilateurs)
- Moteurs de traction ferroviaire (SNCF, RATP)
- Moteurs pour véhicules électriques (xEV) en conditions sévères
Notre approche : le bon matériau pour la bonne application
La sélection d’un isolant ne se réduit pas à la seule classe thermique. Chez SEG, nous accompagnons nos clients dans une analyse multicritères intégrant :
- La température de service et les pics thermiques transitoires
- Les contraintes diélectriques (tension de service, impulsions)
- Les conditions mécaniques d’insertion et de mise en œuvre
- La compatibilité chimique avec les vernis et résines d’imprégnation utilisés
Vous souhaitez connaître la classe thermique adaptée à votre application ? Contactez notre équipe technique à sales@segdielectriques.com pour un accompagnement personnalisé.
Références normatives : IEC 60085 (Classification thermique des matériaux isolants), IEC 60216-1 (Méthodes d’endurance thermique), CEI 60455 (Composés réactifs à base de résines).
