[Couchage] Sac de couchage d'air

jacob_karhu · 06-12-2014 15:16:11

Bonjour à tous,

(Présentation succincte : Étudiant classe prépa, 20 ans, pratique essentiellement du bushcraft, parfois minimaliste.)

J'avais une idée comme ça, je ne crois pas l'avoir vu auparavant.

Êtes-vous d'accord que l'air est le meilleur isolant (juste après le vide) ?
C'est d'ailleurs le principe des sacs de couchage, piéger une quantité d'air pour que la chaleur dégagée par le corps se conserve dans l'enveloppe.

Alors pourquoi ne pas faire un piège à chaleur uniquement fait d'air, sans ouate, duvet, ou fibres ?

Les matelas gonflables le prouve et montrent plusieurs avantages : ultralégers, faible volume, et isolants.

En gros l'idée serait de s'entourer d'un matelas gonflable ...

Il y aurait en plus un sac à viande en polaire pour ne pas être en contact direct du plastique (confort et moins de conduction).
De plus plus besoin d'emporter avec le matelas. Il est directement intégré au sac de couchage. Il faudra en revanche renforcer la partie en contact du sol et le cloisonner davantage du fait du poids de l'individu qui écraserait cette partie. Je me demande même s'il ne faudrait pas opter pour une différence de pression entre le "matelas" et le reste.

(désolé, dessins gribouillés en cours et pas très nets ...)

Limites du modèles :
Peut-être fragile, confier sa vie à un bout de plastique qui peut percer
Une seule couche d'air serait suffisant pour isoler suffisamment ?
Comment s'introduire dans ce truc ??
Parce que pas de fermeture éclair ...
La peau ne dégage pas seulement de la chaleur, mais aussi de l'eau par la respiration. Ça veut dire qu'on va suer et que l'eau restera piégé Donc l'individu sera trempé en quelques minutes.

À ce dernier problème j'ai pensé qu'il était possible d'évacuer l'eau par de petits orifices.
De toute façon il aurait fallu des jonctions entre les deux parois plastique du SDC, je me suis demandé s'il n'était pas possible d'utiliser ces jonctions pour lier l'intérieur et l'extérieur. De fines sections évacuerait l'humidité tout en gardant un maximum de chaleur.

C'était juste une idée comme ça, je me posai simplement la question comme ne l'ayant jamais vu auparavant.
Donc il doit sûrement avoir plus de points faibles que de points forts, si oui, j'aimerai savoir lesquels. Si vous avez d'autres éléments de réponses, je suis curieux !

Amicalement, J-K

Dernière modification par jacob_karhu (06-12-2014 15:16:52)

fredlafouine · 06-12-2014 15:18:17

jacob_karhu a écrit :

Êtes-vous d'accord que l'air est le meilleur isolant (juste après le vide) ?

L'air immobile est un bon isolant. C'est le rôle de la ouate ou du duvet.

Un bête matelas gonflable, de type ceux vendus pour faire joujou dans l'eau, sont confortables mais ne sont pas du tout isolants, tu te cailles grave les miches à dormir là-dessus!
Il existe néanmoins des matelas gonflables correctement isolants, mais ils sont chers car beaucoup plus complexes : soit garni de ouate, soit composés d'un réseau complexe de circulation qui permet de stabiliser l'air, soit un mix des 2.

Exemples :

dolgan · 06-12-2014 15:25:37

et pour un même volume,40bulles d'air immobile seront plus isolantes qu'une grande bulle immobile.

fredlafouine · 06-12-2014 15:28:39

Pourquoi?

A volume égal je ne vois pas de différence, si l'air est immobile dans les 2 cas.

Fadade · 06-12-2014 15:42:22

Dans une seule grosse couche d'air, la présence d'une surface froide extérieure et d'une surface chaude intérieure créera des mouvements de convection : l'air ne sera pas immobile et sera donc un mauvais isolant.
Si on est capable d'immobiliser l'air, ce n'est pas le nombre de couches mais l'épaisseur de la couche qui fera la qualité de l'isolation.
Les bulles d'air, plumes et autres isolants ne servent qu'à immobiliser l'air pour empêcher les mouvements de convection, comme le faisait remarquer Fred.

Sinon, effectivement il y aura un problème d'humidité, et si tu fais des trous pour laisser passer l'eau tu laisseras aussi passer l'air.

Enfin, quand je vois le poids des matelas gonflables, je ne suis pas sûr qu'on obtiendrait quelque chose de plus léger qu'un sac de couchage en duvet de qualité.

dolgan · 06-12-2014 16:59:32

fredlafouine a écrit :

Pourquoi?
A volume égal je ne vois pas de différence, si l'air est immobile dans les 2 cas.

vieux souvenirs de cours: en gros le trajet est plus long pour traverser car tout passe pas droit d'une bulle à l'autre. c'est en partie réfléchi et/ou ralenti au passage d'une bulle à l'autre. les experts help.

Dernière modification par dolgan (06-12-2014 17:01:42)

Galou83 · 06-12-2014 17:12:14

Le froid ou la chaleur se transfère potentiellement de 3 façons :
Conduction : le contact suffit, exactement comme lorsque l'on pose la main sur un radiateur ou un glaçon
Convection : déplacement de matière dû souvent à la différence de température comme expliqué plus haut, mais aussi à n'importe quelle cause de mouvement.
Rayonnement : comme le soleil, effet du rayonnement "électro-magnétique".

L'air permet en particulier d'éviter le transfert thermique par conduction, mais ne stoppe ni le rayonnement (attention aux choix des matériaux d'enveloppe et à leurs couleurs) ni la convection.
D'où les solutions "multicouches" pour les vêtements, les vitrages, ... et les isolants, mousses et autres. En stoppant le mouvement de l'air, on stoppe la convection, et on limite encore la conduction et le rayonnement.

Dernière modification par Galou83 (06-12-2014 17:13:03)

spigi · 06-12-2014 17:31:43

dolgan a écrit :

et pour un même volume,40bulles d'air immobile seront plus isolantes qu'une grande bulle immobile.

Ca dépend du sens de tes bulles d'air. Si elles sont côte à côte, ça ne change rien. Elles n'isoleront pas. Si elles sont superposées, alors oui.

fadate a écrit :
Si on est capable d'immobiliser l'air, ce n'est pas le nombre de couches mais l'épaisseur de la couche qui fera la qualité de l'isolation.

Ben si justement ! C'est uniquement la superposition des couches - ou plus exactement des cellulles d'air- qui fait que ça isole. Le but est de supprimer ou minimiser au maximum le contact entre l'air chaud intérieur et l'air froid extérieur. Pour cela, on multiplie les couches AVEC SEPARATION, ce qui fait par exemple qu'au fur et à mesure que tu t'éloignes de l'extérieur, les couches sont de plus en plus chaudes. L'air chaud a tendance à se fixer sur les parois froide, et en réalisant ce dégradé, tu minimises les déperditions.

On en parle déjà dans un autre fil actuellement : https://www.randonner-leger.org/forum/v … 17#p377117

Dernière modification par spigi (06-12-2014 17:38:22)

Fadade · 06-12-2014 17:58:48

Je me suis peut-être mal exprimé.
Si on était capable d'immobiliser l'air, l'échange de chaleur se ferait uniquement par conduction donc pas besoin de rajouter autre chose qui serait forcément un meilleur conducteur et qui donc diminuerait la capacité d'isolation de l'ensemble. Le gradient de température existerait dans la couche d'air comme dans n'importe quel matériau solide.

Seulement on n'est pas capable d'immobiliser de telles quantités d'air. Le gradient de température créerait des mouvements d'air engendrant un échange de chaleur par convection. On aurait donc une mauvaise isolation. C'est pour cela qu'on emprisonne de l'air. On supprime ainsi la convection, et l'échange de chaleur se fait par conduction, difficilement dans les bulles d'air, un peu plus rapidement dans le matériau servant à emprisonner l'air. Les qualités d'isolation de ce matériau sont donc essentielles (imaginez une mousse d'aluminium à la place du polyéthylène par exemple) et aussi leur forme (pour avoir un plus long chemin à parcourir comme dit précédemment).

Même alors, ce n'est pas le nombre de couches qui créera l'isolation mais bien le volume de l'ensemble. Les couches ou bulles ne servent qu'à emprisonner l'air.

Galou83 · 06-12-2014 18:12:08

Ben oui, mais comme on ne sait pas l'immobiliser sauf à l'emprisonner dans un tout petit espace...
La seule solution reste de faire des bulles les plus petites possible, séparées par un matériau de faible épaisseur (pour le poids) lui-même si possible isolant ou du moins peu conducteur ou rayonnant, de jouer sur cette multiplication des parois pour obtenir la tenue mécanique dans le cas d'un matelas (ne pas faire éclater les bulles en permettant à l'air de quitter sa bulle et donc conserver l'épaisseur partout), et d'augmenter l'épaisseur...
Le bon côté, c'est que ça améliore aussi le confort "mécanique"

Dernière modification par Galou83 (06-12-2014 18:12:59)

Phil67 · 06-12-2014 18:16:53

Pour illustrer concrètement le problème :
- c'est l'air (ou un gaz neutre) emprisonné entre 2 plaques de verre qui isole dans un double vitrage
- passé un certain seuil d'écartement entre les 2 plaques l'isolation n'augmente plus (de mémoire ~15/16mm en construction : un double vitrage de 15cm n'isolerait pas plus que celui de 15mm)
- la convection interne limite l'isolation : en simplifiant on a une fine lame d'air froid d'un côté, une fine lame chaude de l'autre et zone une circulation permanente entre les 2 couches
- pour améliorer l'isolation d'un double vitrage on doit alors passer alors au triple, quadruple, quintuple... vitrage
- les couches de verre supplémentaire contribuent peu à l'amélioration de l'isolation : elles servent à maintenir un gradient de plusieurs fines couche d'air en minimisant à la convection interne entre 2 verres

Donc 5 bulles d'1,5cm d'épaisseur empilées isoleront 5x plus qu'une seule bulle de 5x1,5cm (ou même d'1m ).

arofarn · 06-12-2014 18:18:16

Si, on est capable d'immobiliser l'air sous forme solide : ce sont les aérogel. https://www.youtube.com/watch?v=5sw1tNeJ0Rw

Malheureusement, ce ne sont pas de matériaux utilisables en randonnée à cause de leur fragilité, leur rigidité et de leur prix. Niveau poids, par contre, c'est plutôt pas mal (0.095 g/cm3, soit 95 g/L )

Galou83 · 06-12-2014 18:28:40

L'aérogel, cela revient à pousser la démarche à son extrême : les "bulles" sont faites au niveau moléculaire, ou presque, avec des "parois" entre les bulles à la même échelle de dimensions. La première fois que j'en ai entendu parler, on parlait encore de "mousse moléculaire de carbone" et leur fabrication demandait une dizaine d'étapes...
Les prix de ce genre de matériaux dégringolent depuis 1990. On peut espérer qu'ils progressent encore, que ce soit en caractéristiques ou en prix (en sens inverse l'un de l'autre ).

Ontheroad33 · 07-12-2014 01:19:39

Je n'y connais rien mais faut il encore qu'on arrive à gagner en poids. Le duvet entouré d'un tissu de 23g/m² par exemple me paraissent difficiles à battre pour le moment. Et quid de la rigidité ?

mad · 07-12-2014 01:45:50

arofarn a écrit :

Si, on est capable d'immobiliser l'air sous forme solide : ce sont les aérogel. https://www.youtube.com/watch?v=5sw1tNeJ0Rw
Malheureusement, ce ne sont pas de matériaux utilisables en randonnée à cause de leur fragilité, leur rigidité et de leur prix. Niveau poids, par contre, c'est plutôt pas mal (0.095 g/cm3, soit 95 g/L )

Tu te trompes presque d'un facteur 100 : un bon aérogel de silice descend à 1 g/l.
Et l'aérographite descend à 0,2 g/l ...

95 g par litre, c'est par exemple le balsa.

Outre le prix, un aérogel actuel ne peut retrouver sa forme apràs une compression importante. Mais ça viendra !

alonsoaller66 · 07-12-2014 05:27:55

je crois que vous avez raison mais quant au prix, je crois aussi c'est acceptable

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coque sony xperia m2 coque xperia m2

Dernière modification par alonsoaller66 (08-12-2014 08:08:44)

Hareotoko · 07-12-2014 12:42:12

Sans descendre au niveau moléculaire , il y a aussi les microballons plastiques (25 g/ litre) ,plus légers que ceux en verre .
Ils permettent de fabriquer des mousses "souples", avec gain phonique, thermique ; selon la charge retenue et le liant ( résine époxy , à l'eau , PU )
Reste que la mise en oeuvre n'est pas commode du tout et nécessite de bonnes protections ( masque respiratoire de compète, lunettes , gants...) la taille de ces ballons est en effet de 40 microns !
Manipulation en environnement ouvert et sans source de chaleur à proximité .
Je ne sais précisément quel(s)usage(s) les MULs pourraient en tirer.... Peut-être des sillons à creuser ?

Profil supprimé 14 · 07-12-2014 13:16:50

Un jour chez un coiffeur, je m'étais fait la réflexion que peut-être on pourrait faire un sac de couchage...de cheveux. L'avantage étant qu'on dispose de matière gratuite pour stabiliser l'air. Suis hélas pas allé plus loin que l'idée...

dolgan · 07-12-2014 13:37:29

sdc non mais couverture oui. cf couvertures en poil de chien.

Galou83 · 07-12-2014 13:59:36

Et tapis de selle en crins.
Je vous donne la technique au cas où cela vous tenterait de l'adapter à autre chose :
prendre un sac type "sac à pommes de terre" en toile de jute.
Le remplir de crins au fur et à mesure des occasions. Dans une écurie, ça va vite.
Une fois qu'il est "presque plein" (sans trop tasser), l'utiliser comme tapis de selle jusqu'à ce que les crins soient emmêlés, tassés, etc.
Coudre grossièrement le contour "tassé" (forme de la selle) puis découper tout autour pour enlever la surface inutile.

L'intérêt est moins dans une quelconque isolation que dans l'adaptation quasi parfaite à la selle et au dos du cheval pour un poids "modéré" comparativement aux autres techniques traditionnelles apportant le même avantage.
Par analogie, cela serait plus intéressant pour "former" un dos de sac à dos que pour faire un matelas

arofarn · 07-12-2014 14:32:20

mad a écrit :

arofarn a écrit :
Si, on est capable d'immobiliser l'air sous forme solide : ce sont les aérogel. https://www.youtube.com/watch?v=5sw1tNeJ0Rw
Malheureusement, ce ne sont pas de matériaux utilisables en randonnée à cause de leur fragilité, leur rigidité et de leur prix. Niveau poids, par contre, c'est plutôt pas mal (0.095 g/cm3, soit 95 g/L )
Tu te trompes presque d'un facteur 100 : un bon aérogel de silice descend à 1 g/l.
Et l'aérographite descend à 0,2 g/l ...
95 g par litre, c'est par exemple le balsa.
Outre le prix, un aérogel actuel ne peut retrouver sa forme apràs une compression importante. Mais ça viendra !

Je me basais sur les chiffres de ce vendeur : http://www.buyaerogel.com/product/classic-silica-tile/

Mais c'est vrai qu'à 95g/l, l'évazote (arkmat & co) est plus intéressant (127g pour 200x50x0.5 = 5000 cm3, soit 5l => 25g/l)

jacob_karhu · 07-12-2014 16:15:58

Fadade a écrit :

la présence d'une surface froide extérieure et d'une surface chaude intérieure créera des mouvements de convection : l'air ne sera pas immobile et sera donc un mauvais isolant.

Effectivement Là est le point que j'avais oublié.
Dans le modèle il aurait fallu superposer plusieurs autres couches de plastique et les cloisonner davantage. Donc rajouter du poids, qui serait fatal.
Bref, mauvaise piste, tant pis.

Donc merci à tous pour vos réponses rapides et avisées !

Je vois que vous avez continué le sujet, pour ma part j'ai eu mes éléments de réponse, thx !

Dernière modification par jacob_karhu (07-12-2014 16:20:45)

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