L'isolation
Thermique
Comment l'Homme peut-il s'inspirer de la nature afin d'améliorer l'isolation thermique de ses bâtiments ?
Deuxième expérience : Isolation thermique, Inertie thermique et Evapotranspiration
Cette deuxième expérience met en évidence l’isolation thermique, l’inertie thermique et l’évapotranspiration dans les toits végétalisés.
Protocole :
Nous avons utilisé trois boîtes de conserve. L’une est remplie de terre sèche (toit végétalisé sec), l’autre de terre mouillée (toit végétalisé mouillé) et le dernier est vide (sans toit végétalisé). Ces trois boîtes sont à température ambiante.La boîte avec terre sèche pèse 307 g, celle avec terre humide pèse 539 g (terre sèche : 307 g +132 mLd’eau) et la masse de la boîte vide est de 70 g. Ces trois boîtes sont placées au four à 150°C. La boîte vide est fermée par une feuille d’aluminium. Chaque boîte est reliée à un thermocouple de type K. A la fin de l’expérience, la pesée de la boîte contenant de la terre humide permet de déterminer la quantité d’eau qui c’est évaporer.
Les thermocouples :
Les thermocouples sont des couples de matériaux dont l'effet Seebeck (apparition d’une différence de potentiel (=tension) à la jonction de deux matériaux soumis à une différence de température) est utilisé pour la mesure de la température . Ils permettent la mesure dans une grande gamme de température, ici de 0 à 1100°C. Les thermocouples sont de type K : ce qui signifie qu’ils sont composés de chromel (nickel + chrome).
Ensuite, à l’aide d’un logiciel connecté à un ordinateur récoltant les informations sur l’évolution des différentes températures, nous pouvons obtenir le graphique de l’évolution de la température en fonction du temps.
Photos :
Préparation des boîtes
Boîtes à l'intérieur du four
Mesure de l’évolution des températures de différents boîtes en fonction du temps :
Centrale d'acquisition omega TC-08 1
Analyse des courbes entre la mise en marche et l’arrêt du four :
La température monte très rapidement dans la boîte vide. Dans la boîte avec la terre sèche la température monte moins vite et dans la boîte avec de la terre humide la température monte très lentement.
Analyse des courbes après l’arrêt et ouverture du four :
La température baisse très rapidement dans la boîte vide. Dans la boîte avec la terre sèche la température baisse moins vite et dans la boîte avec de la terre humide la température baisse très lentement.
Evaporation de l’eau dans la boîte contenant de la terre humide :
A la fin de l’expérience la boîte de terre sèche pèse 525g au lieu de 539g avant la mise au four, il y a donc eu une évaporation de 14 mL d’eau.
Interprétation :
La terre sèche apporte une inertie thermique qui permet des variations de température moins rapide, ce phénomène est accentué lorsque la terre est humide car l’inertie thermique est plus grande et en plus une partie de l’eau s’est évaporée de la boite ce qui contribue encore un peu plus à réduire l’augmentation de la température après la mise en marche du four.