Mesurer de conductivité thermique (aérogel)

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Salut à tous,

Dans le cadre de mon projet, j'aimerais mesurer la conductivité thermique (lambda) d'un matériau (en l'occurrence un aerogel).
N'ayant pas trouvé de moyen expérimental pour la mesurer directement, je pense plutôt mesurer le flux de chaleur traversant ce matériau, puis calculer la conductivité thermique avec la loi de Fourier.
Mais là encore je ne sais pas trop comment m'y prendre.

Auriez-vous des idées pour déterminer expérimentalement une résistance thermique ou une conductivité thermique ?

Merci d'avance pour votre aide !

5 réponses

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J'ai peut-être une idée pour obtenir la valeur de la résistance thermique de l'aérogel.

Supposons que j'ai un tube, ouvert d'un côté, avec une source de chaleur de l'autre (lampe), et isolé sur les côtés.
Je prend ce cylindre et je fais 2 expériences :
* Cylindre refermé avec une couche d'aérogel, je trace les courbes de l'évolution de la température à l'intérieur et à l'extérieur en fonction du temps.
* Mêmes mesures avec un autre isolant, dont je connais la résistance thermique et le lambda.

En comparant ces deux courbes, n'y a-t-il pas moyen de retrouver la résistance thermique de l'aérogel ?
Vu que les deux expériences sont exactement dans les mêmes conditions, tout ce que change c'est l'épaisseur et la résistance thermique de l'isolant, n'y a t-il pas une formule qui lierait les deux résistances thermiques, les variations de température et l'épaisseur ?

Merci de votre aide.
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Bonjour
Les mesures de conductibilité thermique sont extrèmement difficiles à faire .
Les deux mèthodes les plus courantes sont décrites dans l'article suivant :https://fr.wikipedia.org/wiki/Conductivit%C3%A9_thermique
La métode en stationaire est la plus simple autour de la température ambiante . Le problème essentiel est de limiter les pertes par rayonnement , convection conduction , pour être sur que toute l'énergie délivrée par la source transite par l'échantillon . Cela impose un montage sous vide avec des écran , les fils de thermocouples doivent être les plus fins possible .
Faire une mesure comparative est une excellente idée . C'est un moyen de réduire les erreurs dues aux pertes parasites , sous réserve que les conditions soient les plus proches possibles , donc que ce soit un isolant proche de l'aerogel (a priori ce sera toujours plus que l'aerogel) .
Pour définir votre montage et en particulier la section et la longueur de l'échantillon , il faut faire quelques calculs pour vérifier que vous pourrez mesurez les paramètres avec une précision suffisante (dT , puissance thermique) ..
La formule qui lie le fux de chaleur Q , la longueur L , la section S de l'échantillon , et enfin l'écart de température dT est :
Lambda=QL/S.dT
Si vous avez les résultats avec l'échantillons étalon (Qe dTe) et avec l'échantillon aerogel (Qa , dTa) ,
lambda aerogel = lambda étalon X Qe/dTe X dTA/Qa
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14 mars 2014

Bonjour,
merci de votre réponse.

Le problème est que je n'ai pas de matériel de pointe, je dois composer avec les moyens du bord.
Je dois, et je suis prêt à faire quelques approximations pour y arriver.
Bonsoir,comment espérez-vous réaliser une expérience aussi pointue sans outils ?????
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Bonsoir
Je pense que l'idée de faire une mesure comparative , avec un échantillon étalon , est bonne et doit rtéduire les erreurs dues aux pertes parasites . Mais la manip sera d'autant plus valable que les valeurs à mesurer sont proches . La difficulté est peut être de trouver un matériau connu ayant des caractéristiques proches de l'aerogel .
En creusant beaucoup dans mes souvenirs , il me semble avoir fait des mesures sur des échantillons d'isolants . Pour limiter les pertes parasites , on réalisait un anneau de garde , alimenté par un autre circuit et qui reproduisait au mieux les températures de l'échantillon pour que les echanges thermiques mesurés ne se fassent que entre les deux extrémités de l'echantillon . Mais ça date de près de 40 ans ......
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maintenant j'ai pigé ton pseudo atlassaturn, respect sur ton savoir
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@ xplom
C'est vrai c'est un pseudo un peu débile . Quand on m'a demandé de choisir un pseudo , je lisais un livre sur la conquête spatiale par les USA , j'en étais au chapitre Atlas , j'ai donc mis atlas , on m'a dit qu'il étais pris , j'ai regardé le chapitre suivant , c'était Saturn . J'ai donc mis bêtement Saturn , ce qui donne ce pseudo stupide !
Maintenant il existe , c'est un peu comme ces pauvres gosses , à qui des parents débiles donnent des prénoms stupides pour céder à une mode ou un caprice . Après les gosses trainent ça toute leur vie . Dans le cas d'un pseudo anonyme c'est quand même moins grave !
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ah voila on est 2 a avoir eu du mal pour le pseudo, mais faut avouer qu'on les a choisi, avec quelques indices pour les internautes
moi XP PRO pour les problèmes ordinateur et plom pour le métier

content de voir que y'en a qui ont fait la même mayo pour le pseudo

@+ et bonne résolution du sujet
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bonsoir

j'aurais pas du m'arrêter là , le mal de crane que j'ai après lecture, pouvez pas vous contenter de 20° à la maison et 60° au chauffe eau
mais bon je m'instruit ... bonne résolution
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Bonjour
J'en reviens au problème pour minimiser les erreurs dues aux pertes parasites . Les mesures consistent à faire passer par un échantillon un flux thermique entre une source et un puits thermique , et à mesurer un gradient thermique le long de l'échantillon . Pour minimiser l'influence des pertes parasites , dans le cas de mesures comparatives , le mieux serait d'essayer d'avoir les mêmes pertes , c'est à dire d'avoir le même gradient thermique dans l'échantillon étalon et dans l'échantillon à mesurer , et pour cela d'ajuster le flux thermique dans les deeux essais comparatif .
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14 mars 2014

Bonjour,

A quoi cela correspondrait-il en pratique ?

J'ai fais l'essai avec une couche d'aérogel sur mon tube : la température est plus ou moins stable à 130°C au bout de 50 minutes, et avec un type de polyester expansé la température est stable à 110°C au bout d'une heure.
A cet instant, les températures à la surface des isolants sont respectivement 90 et 80°C.