Les billes flottantes sont des granulés creux de cendres volantes qui flottent à la surface de l'eau. De couleur gris-blanc, elles présentent des parois fines et creuses et sont très légères. Leur masse volumique est de 720 kg/m³ (granulés lourds) et de 418,8 kg/m³ (granulés légers), et leur granulométrie est d'environ 0,1 mm. Leur surface lisse et continue leur confère une faible conductivité thermique et une résistance au feu supérieure ou égale à 1 610 °C. Ce matériau réfractaire, excellent pour la rétention de chaleur, est largement utilisé dans la production de bétons légers et pour le forage pétrolier. Sa composition chimique est principalement constituée de dioxyde de silicium et d'oxyde d'aluminium. Les billes flottantes se caractérisent par leur granulométrie fine, leur structure creuse, leur légèreté, leur haute résistance, leur résistance à l'usure et aux hautes températures, leurs propriétés d'isolation thermique et ignifuge. Elles constituent une matière première essentielle dans l'industrie de la résistance au feu.

Mécanisme de formation des billes flottantes : Dans les centrales thermiques au charbon, ce dernier est souvent broyé en poudre puis injecté dans le foyer de la chaudière, où il est mis en suspension et brûlé. La plupart des composants combustibles du charbon (carbone et matières organiques) brûlent, tandis que les composants non combustibles de l’argile (silicium, aluminium, fer, magnésium, etc.) commencent à fondre à une température élevée de 1 300 °C dans le foyer, formant ainsi un corps symbiotique poreux composé de verre de quartz et de mullite.

Source de perles flottantes de cendres volantes
Les billes flottantes de cendres volantes désignent des microsphères de verre creuses, de densité inférieure à celle de l'eau, présentes dans les cendres volantes. Ces particules, semblables à des perles de cendres volantes, doivent leur nom à leur capacité à flotter sur l'eau. Leur formation a lieu lors de la combustion de la poudre de charbon dans la chaudière d'une centrale thermique. La matière argileuse fond et se transforme en microgouttelettes qui, sous l'effet des turbulences d'air chaud dans le four, tourbillonnent à grande vitesse, formant une sphère ronde de silicium-aluminium. Les gaz tels que l'azote, l'hydrogène et le dioxyde de carbone, produits par la combustion et les réactions de craquage, se dilatent rapidement à l'intérieur de cette sphère en fusion à haute température, formant des bulles de verre creuses sous l'effet de la tension superficielle. Ces bulles pénètrent ensuite dans la cheminée pour un refroidissement et un durcissement rapides, formant ainsi des microsphères de verre creuses sous vide poussé : les billes flottantes de cendres volantes.

Les billes flottantes de cendres volantes sont issues de cendres volantes et possèdent de nombreuses propriétés similaires. Cependant, grâce à leurs conditions de formation uniques, elles présentent des performances supérieures. Ce nouveau matériau en poudre, léger, non métallique et multifonctionnel, est considéré comme un matériau d'avenir pour l'ère spatiale.