[Matelas] Reduire les pertes en reduisant la surface de contact au sol

mascip · 02-03-2010 17:47:33

Si la plupart des pertes de chaleur entre le dormeur et le sol se font par conduction, est-ce que reduire la surface de contact avec le sol reduit aussi ces pertes?

Par exemple avec le system Zlite, ou plus simplement si j'ajoute une couche de matelas uniquement sous ma tete, mes epaules et mes hanches (et donc pas sous le reste du matelas). Ca peut permettre d'avoir un matelas mieux isole, plus confortable, tout en restant assez leger. Je sais qu'il existe des matelas a epaisseur variable; c'est une variante moins couteuse et peut etre tout aussi efficace, voir plus?

Compte supprimé 5 · 02-03-2010 19:33:16

Est-ce qu'il ne faudrait pas justement rajouter une épaisseur à la taille et non aux épaules et hanches (je suppose que tu dors sur le côté)? Sinon cela ne risquerait-il pas d'être inconfortable? Je veux dire que rajouter une couche à ces zones te ferait te courber encore plus à la taille. (compréhensible? )

pierrot22 · 02-03-2010 20:51:41

Plus ou moins dans cette idée, j'ai bidouillé ça à partir d'un eva à 5€ :

double épaisseur sous le bassin, ajouts sous le dos.
En fait, pour l'historique, j'ai recoupé le matelas en longueur "dos", après une nuit dehors à 5° je me suis rendu compte que j'avais froid aux cuisses. J'ai emporté les 2 morceaux (le "torse" et la chute) à la rando suivante. Nuit à 3°, toujours froid aux cuisses : je bouge pas mal donc pas moyen de garder les morceaux en place. Avant la suivante, je décide donc de fixer les morceaux ensemble avec un peu de "couture", et tant qu'à faire, vu que j'étais un peu limite sous le dos, et que la longueur de la chute était suffisante, je double sous les fesses et j'utilise les petits morceaux récupérés quand j'ai coupé en "forme anatomique" pour épaissir le haut du dos.

Je ne l'ai essayé qu'en intérieur comme ça, la fois suivante il faisait trop froid pour mon duvet j'ai dormi en refuge . Et depuis j'ai acheté un ridgerest pour quand ça caille, celui-ci sera très bien pour la Bretagne.

J'ai choisi d'augmenter l'épaisseur sur toute la largeur du dos parce que je dors souvent sur le ventre, donc renforcer épaules et bassin n'aurait pas suffi.

Le fait de laisser des rainures vient un peu d'une imitation du ridgerest, mais surtout du fait que j'avais pas assez de petites chutes pour tout couvrir.

Si on veut optimiser l'idée en "fait maison" : prendre 2 plastazote (type arkmat 127). Garder le premier en pleine longueur. Couper le 2ème en lamelles disons de 3cm de large. Coller les lamelles horizontalement, comme le mien, espacées de disons 1 ou 2 cm. Puis par-dessus ces lamelles horizontales, coller des lamelles verticales, espacées encore de 1 ou 2 cm.

En théorie, plus les lamelles sont fines et plus tu fais de couches de lamelles, mieux ça marchera, parce que ça va minimiser la convection (voir plus bas). En pratique, il faut bien doser le rapport entre la largeur des lamelles et l'espace entre 2 lamelles parce que si l'espace est trop grand, tout va s'écraser facilement et au final les espaces vides n'existent plus.

Mais si on compare le cout de 2 plastazotes et un ridge, sachant qu'il y a de fortes chances pour que notre bricolage soit moins efficace qu'un ridge, on prend son ordi et ça carte bleue et on rend visite à l'ami Peyo

Un peu de théorie pour expliquer tout ça ?

Dans un matelas à espaces libres (ridgerest, zlite), tu as 2 modes de transfert de chaleur qui nous intéressent :

- la conduction thermique : le matelas est en contact avec le sol et avec le dormeur. La chaleur passe du dormeur au sol à travers la mousse. Le flux de chaleur (calories perdues) est proportionnel à la surface. Le fait d'avoir des espaces libres diminue la surface, donc diminue la conduction

- la convection : l'air dans les "espaces vides" va bouger à cause de la différence de température entre le sol et le dormeur, transférant de la chaleur du dormeur vers le sol. Pour minimiser la convection, il faut rendre ce chemin le plus "tortueux" possible, d'où mon idée de croiser les lamelles.

La convection n'existe pas dans un matelas mousse à cellules fermées "plat" (arkmat ou similaire), mais elle existe dans les matelas qui ont des espaces vides (ridgerest ou similaire).

Globalement, un matelas en mousse plat à cellules fermées est le plus isolant qu'un matelas "à trous" à épaisseur équivalente : la convection de l'air est un mécanisme qui échange plus de chaleur que la conduction à travers une mousse.

Mais un matelas à cellules fermées plat est nettement plus lourd qu'un matelas "à trous" à épaisseur équivalente, justement parce qu'il est plein. En "ajoutant" des espaces vides, on peut augmenter l'épaisseur du matelas sans augmenter le poids.

C'est là que le concepteur a un boulot compliqué : il doit choisir le meilleur ratio air/mousse, et aussi la meilleure forme pour minimiser la convection. La simulation informatique aide bien pour ce genre de boulots, les logiciels d'éléments finis sont capables de simuler efficacement ces mécanismes. Mais ils ne décident pas de la forme, ni du ratio, ils vont juste simuler ce que le concepteur leur donne, c'est à lui de dessiner la forme qui lui parait optimale pour pouvoir demander à l'ordi comment ça isole => ça demande aussi un "feeling" de la part du concepteur, et sans doute pas mal de mesures expérimentales pour comparer différents protos parce que l'informatique ne peut pas (encore) supprimer l'expérimentation.

C'est pour ça que je dis que mon bidouillage en lamelles serait moins efficace qu'un ridge : si en collant de la mousse un peu au pif j'arrive à faire mieux que des mecs spécialisés là-dedans ne l'ont fait avec leur savoir-faire, les outils modernes et sans doute plein de prototypes, soit je suis un génie soit j'ai beaucoup de chance... J'ai pas la prétention du premier, le 2ème est aléatoire, donc je fais confiance à Thermalrest et ses concurrents

Un dernier mécanisme plus difficile à simuler et à estimer, le "pompage" : quand le dormeur bouge sur un matelas qui aurait une forme de "vague" : il comprime et décomprime les vagues, aspirant et recrachant de l'air. C'est sans doute en partie pour ça que le ridge a des lignes verticales et pas seulement horizontales. C'est similaire à l'idée de "vent" que tu évoquais dans l'autre sujet.

En réalité, il y a un dernier mode de transfert : le rayonnement. Mais il sera similaire pour un matelas plein ou pour un matelas "à trous", c'est pour ça que je ne l'ai pas encore évoqué. Le sac de couchage, même comprimé, va absorber une partie du rayonnement, le matelas va en absorber une autre, et si on veut être au top, il suffit d'ajouter une couverture de survie pour réfléchir le reste, ou une couche métallisée sur le matelas comme un trouve sur les D4 à pas cher (qui sont merdiques au passage, j'vais y revenir). En théorie, il est plus intéressant de mettre la couverture de survie le plus près du corps : l'idéal serait dans le duvet mais problème de condensation. En 2me position, entre le duvet et le matelas mais encore problème de condensation, dans une moindre mesure, et risque de glisser du matelas. En dernière position, sous le matelas comme font beaucoup de muls car même si c'est pas l'idéal, ça sert de tapis de sol et c'est mieux que pas du tout.

Un dernier point, j'ai parlé de "mousse à cellules fermées", ça mérite d'expliquer ce que c'est parce que c'est important. A gauche, une mousse à cellules fermées. A droite, une mousse à cellules ouvertes. Si tu souffles à travers une mousse à cellules ouvertes, ça passe. Pas à travers des cellules fermées

- les cellules fermées contiennent de l'air, et ne communiquent pas entre elles : il y a un peu de convection à l'intérieur d'une bulle, mais pas entre les bulles puisque l'air ne peut pas passer de l'une à l'autre, donc au final la convection est négligeable. A l'inverse, dans une mousse à cellules ouvertes, l'air peut circuler d'une bulle à l'autre donc il y a convection. Le chemin est très tortueux donc elle sera faible, mais il y en a.

- Une mousse à cellules fermées sera moins compressible puisque chaque bulle est "emprisonnée" dans du plastique. Une mousse à cellules ouvertes est comme une éponge : si tu appuies dessus, l'air sort des bulles, et la mousse s'écrase. Pour la même raison, les cellules ouvertes sont sujettes au "pompage"

- last but not least : si tu trempes de l'eva ou autre mousse à cellules fermées dans l'eau, elle est mouillée en surface mais ça ne rentre pas, puisque les bulles sont bien étanches. Si tu trempes un matelas D4 bas de gamme dans la flotte, ça fait une belle éponge.

=> à épaisseur équivalente, pour un matelas mousse plat tout con, il y a aucune comparaison entre un matelas en mousse à cellules ouvertes (D4 à 8€) et un matelas mousse à cellules fermées (matelas en evazote, plastazote ou similaire à 15€).

Ouf, voilà la fin, j'espère que tout est clair, hésitez pas à poser des questions ou à critiquer si un truc vous semble pas net. Ca pourrait faire un article pour le wiki ça une fois les critiques éventuelles prises en compte

mist · 02-03-2010 23:52:46

Salut Pierrot
ton topo est super intéressant mais j'en viens à me demander ce qu'il y a comme différences de fonctionnement entre le sol et un hamac et l'efficacité des tapis.
C'est surtout le paramètre de l'air en plus et du sol en moins qui me gène (normal après tout...).

J'ai lu qu'en hamac, il y a une augmentation des pertes par conduction, surtout en cas de vent (j'ai du mal à modéliser la raison).
Néanmoins à la différence du sol, utiliser un matelas à relief devrait créer plus facilement des déplacement d'air et ne pas limiter autant les points de contacts qu'il ne le ferait sur le sol. (?)

Là dessus, je penses à la possibilité d'utiliser un sursac avec le dessous imperméable et de mettre le matelas dedans (voir déjà de mettre une bâche imperméable au fond du hamac).
Si mes hypothèses sont juste, pour un matelas sans reliefs, ca ne devrait pas changer grand choses à ces performances mais pour un matelas avec reliefs on pourrait penser que l'ajout d'une bache-imper ou d'un sursac-imper limite les déplacements d'air et donc la perte par convection, de plus comme l'air est emprisonné, cela devrait aussi limiter la conduction.

As tu des choses à corriger ou à préciser ?

Désolé si je tombe dans le hors sujet.

Dernière modification par mist (03-03-2010 00:01:38)

oli_v_ier · 03-03-2010 05:11:00

Je suis assez sceptique sur l'importance à accorder au phénomène de convection sur les matelas "à espaces libres" (non lisses) tels que les Ridgerest par exemple.

Il me semble qu'une fois le dormeur installé dessus, les espaces doivent doivent considérablement diminuer de volume (voire disparaître), entre l'écrasement lié au poids du dormeur, et le tissu du sac de couchage qui doit en partie épouser le relief non totalement écrasé.

Le phénomène de convection n'intervient qu'à partir d'un volume seuil, je ne le connais pas mais les lames d'air des doubles vitrages font jusqu'à plusieurs dizaines de millimètres.
Non pas que je sois très lourd (physiologiquement parlant ) mais quand je suis allongé sur mon Ridgerest, aux endroits critiques (hanches et épaules), il ne doit pas rester beaucoup d'espace libre .

mascip · 03-03-2010 10:48:15

Je ne pensais pas que la convection etait plus importante que la conduction, donc le sujet du topic "Reduire les pertes en reduisant la surface de contact au sol" est faux. J'aurais du y ajouter un point d'interrogation en fait.

En tout cas, mettre ces bouts de matelas en plus (sous les hanches, epaules et tete - la ou le poids se fait sentir - c'est confortable, je n'ai pas de probleme au niveau de la taille en dormant sur le cote) me permet d'avoir un bon confort en n'ayant pas besoin d'une double couche de matelas tout du long; donc en gagnant un peu de poids et de place.

Bon bon bon, ceci etant dit, je recevrai prochainement des matelas Arkmat, s'ils sont aussi confortables qu'on le dit je n'aurai pas besoin d'une deuxieme couche ;-) Faut dire, ces temps ci je teste mon matos dans ma chambre, donc sur sol bien dur. La flemme de sortir dehors sous la pluie...meme si j'ai fouchtrement envie d'y tester le sursac impermeable! ... Quand j'aurai la motive ^c^

oli_v_ier · 03-03-2010 18:18:09

Oui oui mascip, j'avais bien compris .

Je répondais à Pierrot qui voulais des commentaires sur son texte, ce qui m'a amené à commenter est notamment ceci:

pierrot22 a écrit :

Globalement, un matelas en mousse plat à cellules fermées est le plus isolant qu'un matelas "à trous" à épaisseur équivalente : la convection de l'air est un mécanisme qui échange plus de chaleur que la conduction à travers une mousse.

Rudarche a écrit :

Est-ce qu'il ne faudrait pas justement rajouter une épaisseur à la taille et non aux épaules et hanches (je suppose que tu dors sur le côté)? Sinon cela ne risquerait-il pas d'être inconfortable? Je veux dire que rajouter une couche à ces zones te ferait te courber encore plus à la taille.

A mon avis, avec l'écrasement la différence de hauteur est minime, quelques millimètres tout au plus, je ne pense pas que ça joue beaucoup sur le confort: une couche de 8mm écrasée aux hanches par exemple doit être réduite à 4mm (peut-être moins ?). Par contre sur l'isolation, là oui vu qu'on la double.

pierrot22 · 03-03-2010 21:40:08

Avec vos réflexions j'y ai re-réfléchi, je suis plus du tout sûr de moi pour la comparaison entre un matelas plein et un matelas avec des espaces libres. Plutôt que de me lancer dans des explications pas claires et d'une justesse douteuse, je préfère laisser murir un peu ça et en reparler quand ça sera plus clair dans ma tête.

Intéressant :
- 15mm de plastazote plein : 3 arkmat, 380g, R=2,2 (la principale différence entre l'eva et le plasta doit être l'impact marketing)
- 15mm d'eva avec des trous : 1 ridge, 400g, R=2,6
le ridge est théoriquement plus isolant à épaisseur et poids égaux. Ca fait 1 point pour les matelas "à trous". Cependant, ils n'utilisent pas la même mousse : matériau différent, densité différente, donc ça ne permet pas de comparer rigoureusement plein versus ridge. Reste une inconnue : la mesure de R-value. Le ridge va probablement plus s'écraser que les 3 arkmat donc c'est pas sûr qu'en situation le ridge soit meilleur.

Donc pas rapport à la question de départ "réduire les pertes en réduisant la surface de contact", on dirait bien que tu as bon mascip. Mais ça reste difficile à appliquer : sur du béton ou autre surface lisse, on dirait bien que le ridge garde ses espaces d'air même sous les fesses. Sur un sol irrégulier et/ou meuble, le matelas risque d'épouser la forme du sol et vice-versa, donc c'est pas sûr qu'on diminue la surface de contact.

Sur ton autre question de départ, l'idée d'ajouter de la mousse sous les zones les plus comprimées n'est pas nouvelle, et son efficacité est certaine puisque tu double l'isolation dans ces zones, mais je ne pense pas qu'elle réduise la surface de contact avec le sol.

mist : dans le cas du hamac, il s'agit plutôt de convection s'il y a pas de vent, convection forcée s'il y a du vent. Autrement dit, expliqué un peu "avec les mains" :
- sans vent, la couche d'air qui est sous ton hamac se réchauffe en te pompant tes calories, puis s'en va puisque l'air chaud monte, laissant la place libre à une nouvelle "couche d'air" froide.
- avec vent, c'est la même chose mais en plus rapide, exactement le même effet qu'un radiateur d'ordi avec son ventilateur : le flux d'air qui passe au contact de ton hamac se réchauffe un peu à son contact, t'embarquant des précieuses calories. Plus le vent est fort, plus l'effet est important (refroidissement éolien ou windchill en Anglais).

Le plus rentable en terme de rapport poids/isolation et volume/isolation pour isoler le dessous d'un hamac, je pense que c'est pas le matelas dans le hamac, c'est sans doute "l'underquilt" : une couche de duvet ou d'isolant synthétique dessous le duvet, donc non écrasée, le tout protégé par un lining coupe-vent type pertex. En gros ça donne, en partant de ton dos : [hamac, isolant, pertex]. Je suis pas certain parce que c'est basé uniquement sur mes connaissances théoriques et pas sur l'expérience, mais à mon avis du duvet ou primaloft non compressé est plus isolant que n'importe quelle mousse de poids équivalent, et bien moins volumineux. Tu peux réaliser facilement et pas cher un underquilt pour quand ça caille pas trop en partant d'un duvet bas de gamme. AMHA le seul intérêt du matelas dans le hamac par rapport à un underquilt c'est qu'on peut dormir par terre si on trouve pas d'arbres

L'utilisation du sursac "en chaussette" autour du hamac, est une version plus simple et moins isolante, pour quand il ne fait pas très froid : elle supprime une bonne partie de la convection forcée, en ajoutant une couche d'air entre le sursac et ton dos, empêchant le vent de lécher directement ton dos. Là encore, j'ai pas expérimenté donc aucune certitude sur l'efficacité, mais je pense que ça va bien quand tu as un duvet en synthétique (qui s'écrase moins dans le dos) et que tu est au-dessus de sa température de confort. Y'en a qui ont aussi essayé le hamac dans le duvet avec succès, on en a parlé.

Mais pour parler de ça, si quelqu'un veut réagir, il faut mieux soit lancer un nouveau sujet ou reprendre un des nombreux sujets qui traitent du froid au dos en hamac, on a de nombreux hamacophiles sur le forum qui pourront t'éclairer par l'expérience

au passage olivier, des photos du wiki matelas ont sauté, je sais pas qui s'en occupe mais faudrait héberger les photos chez nous au lieux de mettre des liens vers les fabricants, ça serait plus fiable

mist · 07-03-2010 01:57:47

Merci pierrot pour ta réponse complète
je vois un peu mieux comment marche le schmilblik

AMHA le seul intérêt du matelas dans le hamac par rapport à un underquilt c'est qu'on peut dormir par terre si on trouve pas d'arbres :wink:

L'underquilt est certainement ce qui a le meilleur ratio simplicité/isolation, je suis d'accord mais le mécanisme des matelas en hamac m'intéressais et pour cause, c'est la solution qui m'est la plus approprié (comme pour d'autres apparemment). "Toutes" les solutions ont leur défaut à ce que j'ai pu en voir

Pour finir, j'en conclus qu'un sursac résistant au vent devrait déjà offrir une certaine résistance à la convection et aider à ce que le matelas dans de meilleures conditions d'isolation.

'+

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