Dewar a placé un vide entre deux parois pour bloquer la chaleur

En 1892, le scientifique écossais James Dewar menait des expériences sur la chaleur spécifique de l'élément palladium, qui devait être maintenu à une température très froide et stable. Son problème était que tout objet aussi froid perdait rapidement sa fraîcheur, car l'air qui l'entourait y apportait de la chaleur par conduction et convection.

Sa solution était inhabituelle : il fabriqua une chambre en laiton et l'encercla dans une seconde chambre, puis évacua l'air entre les deux. Une fois la quasi-totalité du gaz pompée, il ne restait plus d'air pour que la chaleur soit conduite ou convectée à travers l'espace vide. Le quasi-vide entre les parois devenait l'isolant, et le contenu restait proche de sa température de consigne.

Le principe constitue l'idée physique essentielle. L'isolation fonctionne normalement en rendant le trajet de la chaleur plus difficile — une épaisse enveloppe, un gaz lent, une mousse poreuse. Le vase de Dewar fonctionne en supprimant complètement ce trajet. L'air ayant disparu, la chaleur n'a physiquement presque rien à traverser pour franchir l'espace vide, de sorte que seule la petite quantité qui passe par les parois et le col compte. Le récipient à double paroi et à vide fut le résultat de ses recherches en cryogénie, et c'est pourquoi on l'appelle vase Dewar.

Dewar ne breveta jamais le dessin, et celui-ci fut rapidement commercialisé. En 1904, deux souffleurs de verre allemands, Reinhold Burger et Albert Aschenbrenner, en construisirent une version quotidienne plus robuste, la nommèrent Thermos, et revendiquèrent à la fois le produit et la marque — remportant plus tard un procès contre Dewar lui-même pour le nom.

Retirer l'air entre les parois

La chaleur est conduite et convectée par l'air, le milieu qui entoure tout objet froid.

Évacuer l'air entre deux parois emboîtées supprime entièrement ce milieu.

Un quasi-vide ne peut ni conduire ni convecter, de sorte que presque aucune chaleur ne traverse l'espace vide.

Le résultat maintient le contenu chaud ou froid bien plus longtemps que n'importe quel isolant solide de même taille.

Lorsque quelque chose perd de l'énergie trop vite parce qu'il est entouré d'un milieu conducteur, la solution peut être de supprimer entièrement ce milieu plutôt que d'ajouter davantage d'isolation.

Dewar inventa le vase isolant à vide en 1892 dans le cadre de ses recherches en cryogénie et ne le breveta jamais. En 1904, Reinhold Burger et Albert Aschenbrenner en firent un article commercial quotidien et le nommèrent Thermos, et ils remportèrent un procès contre Dewar au sujet des droits et du nom. La bouteille Thermos se répandit dans le monde entier et fit du vase isolant à vide un objet ménager, tandis que Dewar continuait à travailler à la Royal Institution, où il fut le premier à produire de l'hydrogène liquide en 1898. Le dessin reste utilisé pour garder les boissons chaudes ou froides et pour transporter des substances froides dans l'industrie.