Deux doudounes ont été testées : une de marque K-Way et une de marque Penfield (sans manches)
Deux types d’essais ont été réalisés :
- en utilisant un film chauffant placé à l’intérieur des doudounes ;
- en mesurant les déperditions à travers les doudounes lorsque celles-ci sont portées par une personne.
Dans les deux cas, l’objectif est de déterminer une caractéristique qui rende compte de la qualité de l’isolation du vêtement. Nous avons choisi de déterminer la résistance thermique (qui sera notée
R par la suite) par analogie avec l’isolation des bâtiments. Plus la résistance thermique possède une valeur élevée, meilleure est l’isolation. La zone étudiée à chaque fois est le centre du dos de la doudoune.
La résistance thermique est le coefficient de proportionnalité entre le flux de chaleur et la différence de température :
Où est la différence de température entre les deux côtés de l’isolant, R la résistance thermique et le flux thermique.
Pour un matériau compact on calcule la résistance thermique ainsi :
Où est l’épaisseur de l’isolant et est la
conductivité thermique de cet isolant.
1°) Essais avec un film chauffant (en intérieur) :
Pour réaliser ces essais, les doudounes ont été posées ouvertes sur une table sur une plaque de matériau isolant posée sur une table. Un film chauffant est placé entre l’isolant et la doudoune (au centre du dos du vêtement. On mesure la température sous le vêtement avec un thermocouple et à l’extérieur avec une caméra thermique. Pour déterminer la quantité de chaleur perdue à travers le vêtement, on utilise un dispositif appelé « Fluxmètre ». Le flux thermique représente ici la quantité de chaleur (Joules ou Calories) traversant le vêtement en une seconde.
La figure 1 présente le support et les films chauffants. La figure 2 présente une vue d’un fluxmètre et d’un thermocouple fixés à l’intérieur d’une doudoune. La figure 3 présente une vue des doudounes positionnées sur la table.
Figure 1 : Vue du support et des films chauffants
Figure 2 : Vue d’un fluxmètre et d’un thermocouple fixés à l’intérieur d’une doudoune(K-Way)
Figure 3 : Vue des doudounes positionnées sur la table lors d’un essai en intérieur (K-Way à droite)
Figure 4 : Images thermiques de l’extérieur des doudounes lors des essais avec film chauffant (en intérieur) ; K-Way à droite
La figure 4 présente les images thermiques de la surface extérieure des deux doudounes. Il s’agit d’images en fausses couleurs qui permettent de visualiser la répartition des déperditions : les zones plutôt bleues ou noires sont les zones où les déperditions sont les moins importantes. Les zones claires (jaunes ou blanches) sont celles où les déperditions sont les plus importantes.
On remarque que les coutures apparaissent plus claires, signe que les déperditions dans ces zones sont plus importantes.
Deux essais ont été réalisés. Les valeurs mesurées de température et de flux sont présentées dans le tableau 1. A partir de ces mesures, on peut calculer la résistance thermique de la doudoune : c’est la valeur de la différence de température intérieur-extérieur divisée par le flux qui traverse le vêtement. La température de l’air intérieur était de 21°C et l’humidité relative de 50%.
On note que la doudoune de marque K-Way possède une résistance thermique environ 3 fois plus faible que l’autre doudoune. Cela veut dire que pour une même différence de température, elle laisse passer environ 3 fois plus de chaleur.
Tableau 1 : Résultats des mesures en intérieur
2°) Essais sur des personnes (en extérieur) :
Dans ce deuxième cas les doudounes ont été portées par deux personnes. Deux mesures ont été réalisées. Entre ces deux mesures, les deux personnes ont échangé les doudounes. Les capteurs ont été positionnés au même endroit que pour les autres essais. Les deux personnes ont enfilé et fermé leur doudoune à l’intérieur, puis sont sorties. Les mesures ont été effectuées quelques minutes après leur sortie. La seule différence par rapport au premier type d’essais est que ce sont les personnes qui chauffent l’intérieur de la doudoune. La température de l’air extérieur était de 13.5°C et l’humidité relative de 68%.
Sur la figure 5, on voit les deux personnes lors de la deuxième mesure. La figure 6 présente les images thermiques correspondantes (de dos et de face). Le tableau 2 présente les résultats de mesure.
Figure 5 : Photographies prises en extérieur
Figure 6 : Images thermiques prises en extérieur (de dos et de face)
Tableau 2 : Résultats des mesures en extérieur
On trouve des valeurs de résistance thermique plus élevées que par la première méthode, probablement du fait d’un moins bon contact entre le dos et le fluxmètre fixé sur la doudoune, donc d’une couche d’air isolante supplémentaire. On observe toutefois ce phénomène pour les deux doudounes. La résistance thermique du modèle K-Way est environ 3 fois plus petite que celle de l’autre modèle, ce qui confirme les résultats précédents.
