III.3 Nos problèmes et nos solutions

Nous nous sommes vite trouvés face à un problème qui nous a empêché de produire de l’eau: la température du radiateur froid ne descend pas en dessous de 15°C. Nous ne sommes donc pas en dessous du point de rosée, or nous devions franchir cette limite. Durant l’expérience, un détail important nous interpelle ; la température du radiateur chaud est montée jusqu’à 59°C, une température relativement élevée par rapport à la faible diminution de température de l’autre radiateur. N’étant séparé seulement par quelques millimètres, la chaleur du radiateur en acier se diffuse, et réchauffe celui en cuivre, l’empêchant ainsi d’avoir une température inférieure au point de rosée.

Nous devons donc trouver une solution pour faire en sorte qu’il n’existe pas de contact entre les deux radiateurs, afin qu’ils se réchauffent ou refroidissent indépendamment de l’autre radiateur. Pour cela, nous élaborons un système d’isolation entre les deux radiateurs, qui empêche la chaleur de circuler, mais ce système est trop compliqué à mettre en œuvre car la distance entre les radiateurs était trop faible pour installer un isolant efficace. Nous proposons donc de placer un ventilateur sous le radiateur chaud, afin d’évacuer la chaleur. C’est alors que nous avons eu une autre idée plus efficace encore et plus facile à mettre en œuvre pour nous : placer le radiateur chaud dans un bac d’eau froide. Ainsi, il transmet sa chaleur dans l’eau, qui l’empêche d’être trop chaud et d’influencer la température de l’autre radiateur. Nous avons régulièrement renouvelé l’eau, afin de maintenir le tout à basse température, et simuler un écoulement d’eau.

Une image de notre expérience vue de dessus
Une photo de notre expérience vue de dessus

Graphique présentant l’évolution de la température du radiateur placé sur la plaque froide du module Peltier en fonction du temps

Graphique présentant l’évolution de la température en °C du radiateur placé sur la plaque froide du module Peltier en fonction du temps en secondes

Comme nous le voyons dans le graphique précédant, la température du radiateur froid est descendue très rapidement (perte de 15°C en 5 minutes) avant de se stabiliser autour de 0,7°C. Cette seconde expérience est concluante puisque nous avons réussi à obtenir de l’eau ; celle-ci commence à apparaître autour de 2°C.

Ce résultat est cohérent avec le graphique qui donne la température du point de rosée en fonction de l’humidité relative et de la température de l’air.

Émission de chaud

Émission de froid

Graphique présentant l’évolution de l’humidité relative (relative humidity) en fonction de la température (air temperature) et du point de rosée (dewpoint)
Source : http://www.boock.ch

Graphique présentant l’évolution de l’humidité relative (relative humidity) en fonction de la température (air temperature) et du point de rosée (dewpoint).

En effet, nous relevons les valeurs de l’humidité relative et la température de l’air dans la salle où l’expérience a lieu: pour une température de 20°C, l’humidité relative est approximativement de 30 %. Et si l’on regarde sur le graphique, pour ces valeurs, le point de rosée est à environ 2°C, cette même température pour laquelle nous commençons à apercevoir des gouttes d’eau sur le radiateur.

Nous mettons en évidence l’eau qui apparaît durant l’expérience à l’aide de sulfate de cuivre anhydre. En effet, ce dernier passe du blanc au bleu lors du contact avec des molécules d’eau. Nous en avons déposé avant et après l’expérience sur le radiateur. Avant, il est blanc, et après l’expérience, il est bleu. A l’aide de ce protocole expérimental, d’un module Peltier et de deux radiateurs, nous sommes parvenus à produire de l’eau.

Nous remarquons que cela est très rapide, en moins de dix minutes, il y a eu formation d’eau. Cette expérience avec électricité est donc beaucoup plus rentable que celle passive, sans électricité.

Photo du radiateur froid avec un dépôt de sulfate de cuivre anhydre afin de mettre en évidence sa couleur bleu, et donc la présence d’eau
Photo du radiateur froid avec un dépôt de sulfate de cuivre anhydre afin de mettre en évidence sa couleur bleu, et donc la présence d’eau
Photo du radiateur froid avec présence des gouttelettes d’eau sur les parois
Photo du radiateur froid avec présence des gouttelettes d’eau sur les parois

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