Rôle des matériaux biologiques sur les surfaces s'isolation

[invite3a3776cf]

Etant actuellement en maths spé bio, nous avons pour projet d'étudier la capacité d'isolation de différents matériaux biologiques voire minéraux. Pour se faire nous allons concevoir deux boîtes les moins isolantes possibles agencées l'une dans l'autre de façon à avoir 1cm d'écart entre chaque parois pour mettre notre fameux isolant (l'explication est loin d'être claire mais peu importe). Nous aurions plutôt besoin de votre aide pour savoir quel paramètre doit rester stable pour nos expériences (en plus de la pression) : la densité ou bien la masse des isolants ? Et est-ce que l'on peut se procurer des isolants en "vrac" ?

Merci d'avance.
Nos sommes ouverts à toutes propositions.
-----

[invite1f022528]

Bonjour,

L'explication est en effet pas clair.

Quel est le but de la manip :

Montrer que votre matériau est bien isolant ?
Si oui pourquoi le mettre entre deux boite ? Est ce lié à ses propriétés mécaniques ?

Comment comptez vous lier les 2 boites pour avoir 1cm entre les deux ? La méthode de liaison aura une influence sur l'isolation !

Il faudrait clarifier un peu (peut être un schéma) pour que les réponses soient plus efficaces.

A bientot

[invite3a3776cf]

Deja merci pour cette réponse.
Le but de la manip consiste à mettre en évidence quel materiau est le plus isolant.
Pour la boîte : on a fabriqué une boite en tôle de 12cm*12cm*12cm et une autre de 10cm*10cm*10cm. On a soudé des tiges de 1cm à la boîte de 10. Comme les poupées russes on met la petite boîte dans la grande boîte et grace au pied de 1cm on a un espace entre les deux boîtes de 1cm. Ensuite on met l'isolant dans cette espace.

On fait une telle boîte afin de pouvoir changer rapidemment d'isolant (après les mesures de variations de température faites grâce à des sondes) et pour que les paramétres varient le moins. Si on faisait des boîtes avec chaque isolant les dimensions seraient trop variables : on aurait trop de différence entre les expériences et donc on ne pourrait en tirer aucun résultat.

Merci encore

[invite1f022528]

Re,

Ok, c'est déjà beaucoup plus clair.

Donc si je comprend bien vous ne ferez pas de mesure absolu (vous ne pourrez pas avec ce montage, ou ce sera assez complexe). Par contre vous comparerez les variation de T° Dans un temps donné, avec un gradient de T° entre l'intérieur et l'extérieur du système donné, et pour différents isolants.

Les paramètres qui doivent être répétables sont principelement, selon moi, la position de la sonde à l'intérieur du système (trouvez un moyen de la fixer règlera le problème). Les paramètre de la mesure devront être clairement définis (temps, gradient,...) et l'erreur sur la mesure due au réglage de ces paramètres devra faire l'objet d'un calcul rigoureux si vous souhaitez avoir des résultats vraiment solides.

Pour cela, je vous conseil de choisir une pièce relativement bien isolé elle même ou vous pourrez considérer l'hygrométrie et la température constantes, et de faire vos manip dans la même journée (les variations de température de votre environnement seront d'autant moins importante que les manip seront rapides).

A moins que vous ne choisisiez la solution de mettre votre système dans une sorte de four. Auquel cas il faudra connaitre, si possible, l'erreur due au thermostat.

En bref : tout doit rester stable sauf l'isolant que vous mettez dans vos boites. Comme c'est évidemment impossible, il faut en fixer un maximum, et définir la variation des autres comme des erreurs sur la mesure. Enfin, n'hésitez pas à n'égliger des paramètre qui vous semblent vraiment négligeable : par exemple : la variation de volume en fonction de la température...

Tant que votre montage reste le même, vous n'avez pas trop de risque de vous planter. Pensez juste à préciser que vous n'obtenez pas de valeur absolue.

Pour ce qui est des erreurs sur la mesure, votre marge de manoeuvre est la sensibilité de vos appareil de mesure : ne cherchez pas à avoir une température ext stable au 1/10°C si vos sonde sont sensible au 1°C... (suis je assez clair ?)

Je conseillerai aussi une première manip "à vide" (l'air est l'isolant "en vrac" le moins cher ).

Enfin, n'hésitez surtout pas à consolider votre protocole en faisant un tas de petite manip. Rédigez le protocole finale et zou, c'est parti !

J'espère à mon tour être suffisamment compréhensible, et merci de votre effort d'explication.

ps : si vous ne comptez pas publier un article dans une revue internatioonale, ne vous cassez pas trop la tête, ce qui importe, c'est plus la démarche que le résultat, restez cohérent, et pensez au barres d'erreurs !

A bientot,

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3a3776cf]

Bonjour, merci beaucoup pour cette réponse très détaillée.
Vous avez l'air bien renseigné sur la démarche à adopter.
Donc nous aurions quelques autres questions à vous posez.

Nous pensions aborder une aproche microscopique des matériaux étudiés : ouate de cellulose, chanvre, polystyrène etc..(nous n'avons pas encore choisis précisement les matériaux.) afin d'avoir d'autres expériences. Ceci pour mettre en relation la structure des matériaux avec leurs propriétés thermodynamiques. Cela vous parrai-il réalisable ? Pensez vous que ces observations pourront être mises en relation avec les propriétés thermodynamiques des isolants ?

Merci encore,

Pour tout contact personnel : gorasta150@hotmail.fr
Si vous le voulez bien veuillez nous informer à l'adresse mail ci dessus, des informations personnelles (nom et formation) pour que nous puissions vous citer dans nos sources, si biensur vous n'y voyez aucun inconvénient.

[invite1f022528]

Bonjour,

L'approche microscopique peut être intéressante. Mais puisque je suppose que vous n'avez pas tout le temps que vous voulez, je préfère vous lancer sur une piste plus sûre : essayer de mettre en relation conductivité thermique et conductivité electrique : essayé avec de la limaille de fer par exemple, assez dense (pour être comparable à un autre isolant). C'est une idée comme ça... a réfléchir !

Mais si vous voulez en savoir plus sur les propriété microscopique des matériaux, je peux vous conseiller des lectures de références :
Voyez Jean-Paul Baillon et jean Marie Dorlot "Des Matériaux" Chapitre 9 pages 397-401
et C. Kittel "Physque de l'état solide" (je ne l'ai pas sous la main pour plus de précision... désolé).

Je vous invite à lire ces documents (si vous avez accès à des BU ou alors je peux vous trouver des extrait mais dans la seconde), puis à poser des questions (à moi ou aux autres ) si des points ne sont pas clairs.

Je vous donne une réponse plus précise dans la soirée ou demain matin bonheure.

A bientot