Résultats de nos expériences

  Nous avons observé au microscope nos différents matériaux, cependant le polystyrène expansé et le polystyrène extrudés étant opaque, nous ne pouvions rien en tirer si nous l’observions au microscope.

Les matériaux naturels :

 observation au microscope optique de la fibre de bois (x 100) 

observation au microscope optique du chanvre/lin (x100)

Les matériaux minéraux

 observation au microscope optique de la laine de roche (x100)

observation au microscope optique de la laine de verre (x100)

Lors de l’observation de la laine de verre, la matière étant trop compactée et trop fine, nous n’avons pas réussi à mettre à part un seul brin, contrairement aux autres.

Nous pouvons donc déduire de ces observations que les matériaux naturels ne présentent pas de résidus de colle, ce qui est vrai. En outre, on remarque que la laine de verre et la laine de roche (isolants minéraux) ont des fibres plus fines que les isolants naturels observés. En effet, la matière est plus compacte et plus fine que la fibre de bois ou le chanvre/lin, elle peut donc capturer l'air. Avec cela, on peut confirmer ce que nous avons expliqué plus tôt sur l’efficacité de l’air en tant qu’isolant 'ici' .

 ____________________________________________________________________________

Compte rendu de l'expérience avec les isolants 

  Comme nous le démontre le protocole suivant, pour chaque isolant, nous avons relevés la température avant le matériau, à l'intérieur du matériau et après le matériau afin de tester ses capacités en terme de résistance thermique.

  Cette expérience à été réalisée sur une période identique de 20 minutes pour tous les matériaux, cependant les expériences n’ayant pas été réalisées toutes en même temps et dans des lieux différents, il est possible que certaines données ne soit pas d’une précision telles qu’elles auraient puent l’être.

Sur l’ensemble des graphiques, on peut donc observer que l’allure de la courbes T3 semble être la plus régulière. En effet, cette sonde étant exposée aux rayons de la lampe IR, la courbe nous montre l’augmentation progressive de la température à laquelle la lampe chauffe.

Ensuite, la courbe T2 nous indique la température relevée au milieu de l’isolant. Comme nous pouvons le voir, cette indicateur est le plus variable des trois.

Quant à la courbe de la sonde T1, elle nous indique la température qu’il serait susceptible de faire à l’intérieur d’une maison. Elle résulte donc de la qualité de l’isolant.

Les matériaux naturels :

• Chanvre et lin

• Fibre de bois

Au bout de 8 minutes, sur la courbe du chanvre/lin, on remarque que la courbe bleu (T1) reste à environ 24,8°C, mais la courbe verte (T3) augmente encore jusqu’à atteindre environ 62°C. Au contraire, la courbe rouge est plus variable: de 8 à 15 minutes, on remarque que l’allure de la courbe est plus curviligne (ex: 11min = 37,2°C) pour ensuite augmenter légèrement et reprendre une allure plus linéaire (ex: 19min = 44,8°C). Quant à la courbe bleu (T1), elle augmente jusqu'à 25,2°C à 10minutes pour ensuite diminuer petit à petit jusqu'à atteindre 24,8°C au bout de 20 minutes.

En comparaison, sur la courbe de la fibre de bois, à 13 minutes, on observe que la température ralentit son ascension autour de 47°C. À ce même instant, l'intérieur de l'isolant à atteint 33°C, alors que la face la plus éloignée est à 22,9°C. Globalement, la courbe bleu suit une trajectoire linéaire, on en déduit donc que la température varie de manière constante. Il en est de même pour la courbe rouge, cependant celle-ci à un angle d'inclinaison plus verticale. Grâce aux trois courbes, on peut donc dire que plus on tend vers les 20 minutes, la température de la face T3 tend vers les 48,4°C, la température à l'intérieur de l'isolant (T2) tend vers 34,5°C et celle de la face la plus éloignée de la lampe IR (T1) tend vers 23,3°C.

Les matériaux minéraux:

• Laine de roche

• Laine de verre

La laine de roche est particulière, elle n’est semblable à aucun des autres isolants que nous avons étudié. En observant, les courbes T1 et T3, l’isolant n’a rien de particulier. C’est seulement en étudiant la courbe rouge (T2), que l’on s’aperçoit que la laine de roche est la seule dont la température intérieur augmente jusqu’à même dépasser la température de la façade chauffée. On peut donc déduire, grâce à notre expérience et nos connaissances, que cet isolant est d’avantage conçu pour isoler des sols plutôt que des murs. En effet si la température interne de l’isolant est élevée, elle conserve donc mieux la chaleur, or si la chaleur reste stable, l’environnement ambiant voit sa température s’élever petit à petit. Le croisement entre la courbe verte la courbe rouge se fait au bout de 10 minutes à une température de 31,3°C.

La laine de verre, l'isolant le plus vendu, est caractérisé par une température intérieure (T2) très faible. En effet, on peut remarquer qu'au bout de 6 minutes d'exposition à la lampe UV, la courbe rouge diminue jusqu'à croiser la courbe bleu (T3), alors que la température T3 augmente. À ce croisement entre la courbe bleu et la courbe rouge la face exposée à la lampe UV est à 51,9°C. À la fin de la période de 20 minutes, on remarque donc que la courbe bleu à atteint une température de 26,3°C alors que la courbes rouge n'est qu'à 22,8°C.

Les matériaux synthétiques :

• Polystyrène extrudé

• Polystyrène expansé

Le polystyrène extrudé, étant du polystyrène expansé modifié et plus compressé, on pourrait naturellement penser qu'il sera plus efficace. Cependant, nous avons démontré a plusieurs reprise que l'air était un très bon isolant. Tout d'abord, il faut remarquer l'allure de la courbe bleu. Cette courbe T1, contrairement à celle des autres graphique est décroissante au fur et à mesure du temps. On peut relever, par exemple, à 5 minutes, que T1 = 20°C, T2 = 21°C et T3 = 36,80°C. Après ce délai, la courbe rouge commence son ascension, jusqu'à atteindre les 24,3°C au bout de la période de 19 minutes. À cet instant, la courbe bleu à perdu en température jusqu'à 18,2°C.

Comme précisé ci-dessus, le polystyrène expansé est une « sous-version » du polystyrène extrudé. Les observations sont donc similaire, même si les températures restent sensiblement plus élevée en tout points. Effectivement, on remarque que la courbe de la sonde T1 n'a pas diminué mais augmente très légèrement au fil du temps. Entre le début et la fin de l'expérience, la surface représentant l'intérieur de la maison à augmenté de 0,6°C, et l'intérieur de l'isolant a augmenté de 7°C.

 Conclusion:

Pour conclure, dans le tableau ci-dessous, nous vous démontrons au bout de 20 minutes quel est l’isolant le plus performant. Toutes les données ont comme unité le °C.

Petit rappel:

T1 = température de la surface la plus éloigné de la lampe infra rouge, représente l'intérieur de la maison, courbe bleu

T2 = température de l'intérieur de l'isolant, courbe rouge

T3 = Température à la surface de l'isolant, façade la plus proche de la lampe infra rouge, courbe verte

 En observant  le colonnes T1 et T3, on peut déduire quels sont les isolants qui retienne le mieux la chaleur: nous les avons classé du + au - efficace.

1. polystyrène expansé

2. chanvre/lin

3. laine de verre

4. fibre de bois

5. polystyrène extrudé

6. laine de roche

/!\ Ne pas oublier: ces résultats sont subjectifs, et valable sur une durée de 20 minutes, l'efficacité des isolants ne sera probablement plus la même sur le long terme car la qualité de durabilité n'entre pas en compte dans cette partie