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CNRS-Geomanips

Exploitation en travail collectif ou individuel. Alterner les observations rapprochées sur le bécher, puis sur l'ombre projetée.

© C. Sabouraud




Cette expérience est facile : ses atouts sont d'être peu coûteuse et non dangereuse,  même dans le cas de l'huile ; en effet, la base de l'huile ne subit qu'un échauffement de deux à trois degrés au dessus de la température ambiante. Seul risque : les taches de graisse ! L'expérience est terminée en très peu de temps, après quelques minutes de refroidissement une nouvelle mise en convection peut redémarrer.


 


Convection en cellules à la Cité des Sciences et de l'Industrie de la Villette à Paris

Pour une exposition 

 Il ne semble pas impossible d'adapter ces manips à une exposition. Installer un petit chauffage automatique sous un bécher protégé dans une vitrine n'est pas particulièrement difficile et est, dans le cas de l'huile qui ne s'évapore pas, d'une maintenance simple. Dans ce cas, prévoir en alternance un refroidissement de l'enceinte.

À la Cité des Sciences et de l'Industrie de la Villette, à Paris, les savoir-faire des ingénieurs et techniciens ont permis de présenter au public la reproduction d'une expérience conçue à l'École Normale Supérieure de Paris  dans les années 90 : des flocons de paraffine soulignent la convection d'huile de silicone. (Installation très lourde demandant une maintenance performante).



Expérience publique au Palais de la découverte

Démonstration pour un cours ou un exposé
Géomanips a testé au Palais de la découverte la faisabilité de l'expérience dans un volume de liquide plus important, pour vérifier que les panaches peuvent être observés par plusieurs auditeurs. Le matériel et l'installation sont aussi simples que dans une cuisine : 1,2 l d'huile de colza ont été versés dans un bécher de deux litres.

L'ombre projetée peut être observée par une dizaine personnes et l'expérience peut être reproduite plusieurs fois. Des petits à-coups de chauffages répétés provoquent la genèse de vagues de panaches. Les spectateurs ont été invités à traquer de près les têtes de panaches dans l'huile du bécher.

L'expérience en margarine de coco pourra être très intéressante dans ce cadre, du fait de la bonne visibilité de ses panaches et de la conservation aisée. Il faudra juste prévoir de fondre l'ensemble à l'avance (environ 50°C) et de laisser refroidir à environ 30°C.


 

Travail individuel d'élève
Les films présentés ont été tournés soit au laboratoire de l'Institut de physique du globe de Paris, soit pour la grande majorité d'entre eux dans une cuisine ordinaire !

C'est un exercice particulièrement adapté au travail individuel. L'élève procédant ainsi qu'il est expliqué, devra photographier les panaches (un appareil photo numérique qui permet de photographier des objets peu lumineux se trouvant facilement). Il peut vérifier la faible élévation de température de la couche basale. Mais, s'il se lance dans l'expérience à deux couches en la filmant, attention ! Les panaches peuvent exploser hors de l'huile qui est alors bien chaude.

Pour exploiter les informations et les documents rassemblés, bien entendu l'élève devra visiter le module terrain.
Pour l'interprétation de ses expériences, qu'il se réfère aux expériences du laboratoire de recherche, en écoutant les commentaires de Anne Davaille ; leurs retranscriptions peuvent être imprimées. L'élève pourra alors facilement inscrire des commentaires sur les images obtenues.

 






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