Calcul température dans une boite sur l'eau

[Merlin66]

Bonjour,
Par jeu, j'ai posé 2 thermomètres dans une boite en plastique alimentaire faiblement aéré au soleil sur l'eau de la piscine.
Connaissant la température extérieure sous abri, la température au fond de la boite, et la température de l'air dans la boite,
est t-il possible d'extrapoler la température de l'eau sous la boite ?

Je ne connait pas les caractéristiques thermiques de la boite, seuls sa taille et ses couleurs, et le thermomètre intérieur suis très fidèlement l'insolation.

Merci !
-----

[Merlin66]

Personne pour me donner un coup de main ?
J'ai cherché du coté de l'architecture (un mur avec un lame d'air entre deux fluide, de la thermodynamique en général, je suis à même de modéliser certain paramètre, mais je souhaite modéliser cette température sous la boite. Et je bloque

[Merlin66]

La question est peut être mal posée ?

[Boumako]

Bonjour

Il est en effet possible de modéliser la température mesurée, mais il faut prendre en compte de nombreux paramètres : Les dimensions de la boite, sa matière et ses caractéristiques optiques, la température de l'eau, de l'air, la vitesse du vent, la puissance solaire et éventuellement la constante de temps et la capacité thermique du thermomètre. Le problème commence à être d'un niveau avancé, mais si tu veux relever le défi je peux te donner les infos nécessaires.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Merlin66]

Bonjour

Il est en effet possible de modéliser la température mesurée, mais il faut prendre en compte de nombreux paramètres : Les dimensions de la boite, sa matière et ses caractéristiques optiques, la température de l'eau, de l'air, la vitesse du vent, la puissance solaire et éventuellement la constante de temps et la capacité thermique du thermomètre. Le problème commence à être d'un niveau avancé, mais si tu veux relever le défi je peux te donner les infos nécessaires.

Justement, c'est la température de l'eau que je cherche à corréler. Avec une corrélation assez précise de la température de mon bassin.
Certaines variables sont connues (dimension de la boite, vitesse du vent) La puissance solaire devrait être plus ou moins équivalente à la température sur le couvercle de la boite.
Et oui je relève le défi, n'ayant eu que de modestes formules concernant la température d''un bassin.
Comme la température que je cherche, celle de la surface de l'eau est à peu près la bonne vers 5 heure du matin. Il ne me reste qu'à formuler tout ça.

Merci à toi pour ton aide.

[Merlin66]

Bonjour

Il est en effet possible de modéliser la température mesurée, mais il faut prendre en compte de nombreux paramètres : Les dimensions de la boite, sa matière et ses caractéristiques optiques, la température de l'eau, de l'air, la vitesse du vent, la puissance solaire et éventuellement la constante de temps et la capacité thermique du thermomètre. Le problème commence à être d'un niveau avancé, mais si tu veux relever le défi je peux te donner les infos nécessaires.

Merci pour ton aide.
Si tu as des informations pour m'aider à avancer, même les plus pointues, je suis preneur sans te prendre du temps, je peux décortiquer des liens, mêmes bruts.
PAscal PS Ta boite est pleine

[Merlin66]

13h00 +2
T sous abri : 27.3
T dans la boite : 37.4
T au fond de la boite (- 1 cm dû au poids des capteurs) : 27.7
T réelle de l'eau à (-25 cm) : 22.7

[Merlin66]

20/06/2015 13:00:00
Solar Elevation corrected for atm refraction (deg) / Solar Azimuth Angle (deg cw from N)
68,10806206 147,754745

[Merlin66]

20/06/2015 13:00:00
Solar Elevation corrected for atm refraction (deg) / Solar Azimuth Angle (deg cw from N) / Direct radiation (kW/m2)
68,10806206 147,754745 1.0401274542951366

[Boumako]

Bonjour

J'avais mal compris la question. Dans ce cas le problème est très simple : La température de la paroi interne est celle de l'eau qui se trouve de l'autre coté. Si la mesure n'est pas directement contre la paroi la modélisation est possible mais très compliqué car les variations de température sont très rapides (dès qu'un nuage passe devant le soleil le flux est fortement atténué).

[Merlin66]

Merci pour ton aide.
Si tu as des informations pour m'aider à avancer, même les plus pointues, je suis preneur sans te prendre du temps, je peux décortiquer des liens, mêmes bruts.
PAscal PS Ta boite est pleine

Bonjour

J'avais mal compris la question. Dans ce cas le problème est très simple : La température de la paroi interne est celle de l'eau qui se trouve de l'autre coté. Si la mesure n'est pas directement contre la paroi la modélisation est possible mais très compliqué car les variations de température sont très rapides (dès qu'un nuage passe devant le soleil le flux est fortement atténué).

Quelle pourrait être donc la température sous la boite, sachant que les variations très rapides du soleil n'ont que peu d'incidence sur la température du bassin liée à celle de l'eau et du sol ?
Pourquoi 10° de différence entre celle de la boite et la température ambiante, et 5° avec la température de l'eau à 25 cm ?
Je comprend l'impact de l'insolation, pas celui qui s'inverse la nuit

[Merlin66]

Dit différemment, quelles sont les relations entre toutes ces températures ?
Puis je retrouver la température à 25 cm ? Connaissant les autres ?

[Boumako]

Tu veux dire la température à 25cm de profondeur dans l'eau ?

[Merlin66]

Merci pour ton aide.
Si tu as des informations pour m'aider à avancer, même les plus pointues, je suis preneur sans te prendre du temps, je peux décortiquer des liens, mêmes bruts.
PAscal PS Ta boite est pleine

Quelle pourrait être donc la température sous la boite, sachant que les variations très rapides du soleil n'ont que peu d'incidence sur la température du bassin liée à celle de l'eau et du sol ?
Pourquoi 10° de différence entre celle de la boite et la température ambiante, et 5° avec la température de l'eau à 25 cm ?
Je comprend l'impact de l'insolation, pas celui qui s'inverse la nuit

Tu veux dire la température à 25cm de profondeur dans l'eau ?

Oui, que j'ai déjà modélisé le bassin depuis quelques années, mais j'ai trop de variations en ce moment. (+7° ce printemps)
D'où li'dée de mettre des capteurs pour rechercher les causes de ces variations.

[Boumako]

Cette eau est elle brassée, par un système de filtration par exemple ?

[Merlin66]

Merci pour ton aide.
Si tu as des informations pour m'aider à avancer, même les plus pointues, je suis preneur sans te prendre du temps, je peux décortiquer des liens, mêmes bruts.
PAscal PS Ta boite est pleine

Quelle pourrait être donc la température sous la boite, sachant que les variations très rapides du soleil n'ont que peu d'incidence sur la température du bassin liée à celle de l'eau et du sol ?
Pourquoi 10° de différence entre celle de la boite et la température ambiante, et 5° avec la température de l'eau à 25 cm ?
Je comprend l'impact de l'insolation, pas celui qui s'inverse la nuit

Cette eau est elle brassée, par un système de filtration par exemple ?

Oui, par exemple. Mais les pertes (ou les gains en hiver sont négligeables par rapport à ceux de convection, évaporation, rayonnement)
Le brassage ne ferai avec mes calculs que 0.05% de variation soit 3 10ème de degrés.
J'en suis à chercher une erreur de 1° toute l'année pour le moment.
Ceci dit, certain logiciels en tiennent compte, et je ne suis pas contre une amélioration dans ce sens aussi.

[Boumako]

Je posais surtout la question par rapport à une éventuelle stratification des températures. Avec une eau brassée la température est a peu près homogène.
Donc pour répondre à la question initiale la température du fond de la boite sera la même que celle de l'eau (si la boite n’est pas trop isolante). Dès l'instant où l'on s'éloigne de la paroi la température va tendre vers la moyenne des températures de l'eau et de l'air pondérée par les coefficients et les surfaces d'échanges entre les milieux et la boite.

[Merlin66]

Je posais surtout la question par rapport à une éventuelle stratification des températures. Avec une eau brassée la température est a peu près homogène.
Donc pour répondre à la question initiale la température du fond de la boite sera la même que celle de l'eau (si la boite n’est pas trop isolante). Dès l'instant où l'on s'éloigne de la paroi la température va tendre vers la moyenne des températures de l'eau et de l'air pondérée par les coefficients et les surfaces d'échanges entre les milieux et la boite.

J'ai compris ton idée, qui simplifie les choses, pas de problème donc pour avancer dans cette idée.
(Je peux reproduire les strates de température après, avec une formule assez simple)

Mais je ne sais vers quelle technique/formule commencer pour quantifier l'echange de chaleur qui se produit