Art Sciences 2024/2025 E1

FOI

Coller ici le pitch de l'oeuvre

Présentation du projet

Au cours de cette semaine, l'objectif sera de trouver une solution pour faire fondre les bougies efficacement, et de concrétiser cette solution.

Dans un premier temps, nous passerons par une phase de réflexion sur la matière de la plaque sur laquelle nous allons faire fondre les bougies. En effet, il faut que la matière soit cohérente avec le propos artistique, tout en étant résistante à la chaleur.

Ensuite, nous réfléchirons à la manière dont nous allons chauffer la plaque sur laquelle seront les bougies, avant de commander les composants nécessaires à la réalisation du projet.

Enfin, nous réaliserons les tests de chauffe de la plaque, afin de valider la fonte des bougies, puis nous utiliserons un module Arduino pour gérer la température de la plaque, en jouant sur l'alimentation du système de chauffe.

Collaboration artiste-ingénieur

Réflexion sur la matière de la plaque

La cire des bougies utilisées est de la cire de paraffine. Sa température de fonte est estimée entre 45 et 75 degrés. Nous devrons choisir le matériau en tenant compte des températures minimales pour faire fondre la cire. En effet, le système de chauffe sera situé en dessous de la plaque sur laquelle reposeront les bougies. Par le principe de conduction thermique, la température en surface sera donc inférieure à la température en dessous de la plaque, à proximité du système de chauffe (voir la figure ci-dessous).

INSÉRER LE SCHÉMA DE LA CONDUCTION THERMIQUE

En premier lieu, l'artiste souhaitait faire fondre ses bougies sur un fond transparent. Deux solutions sont alors apparues : le verre et le plexiglas. Pour des raisons budgétaires, le verre n'a pas été retenu. Le plexiglas, quant à lui, réalise une transition vitreuse aux alentours de 100 degrés. Or, le plexiglas est un mauvais conducteur thermique, et si l'on veut que la température de la plaque, à sa surface, soit d'environ 75 degrés, il faudra chauffer à environ 100 degrés, en dessous de la plaque. Ainsi, la solution n'était pas réalisable. Par conséquent, l'idée d'une surface transparente a été abandonnée.

L'élève ingénieur a alors proposé de réaliser la plaque avec une tôle d'aluminium, qui possède des caractéristiques thermiques intéressantes. Cependant, ce matériau n'apportait aucun intérêt à l'artiste dans le propos de son œuvre.

A la suite de recherches, l'idée d'une plaque en pierre bleue s'est distinguée. En effet, la pierre bleue est souvent utilisée dans la construction d'églises, d'où proviennent les cierges, apportant une cohérence au choix de ce matériau. Malgré une conduction thermique faible, la pierre possède une bonne résistance thermique, permettant de chauffer fortement le dessous de celle-ci.

INSERER UNE PHOTO DE LA PIERRE CHOISIE

Réflexion sur le système de chauffe de la plaque en pierre bleue

Le système de chauffe est l'élément principal pour le bon fonctionnement du projet.

Nous avons dans un premier temps pensé à utiliser un câble chauffant, apposé directement sur le dessous de la plaque. Cependant, ce système, habituellement utilisé dans les tuyaux et canalisations afin d'éviter le gel, ne pouvais chauffer qu'à 70 degrés. Malgré une température de chauffe maximale intéressante (~250 degrés), la solution d'une pastille chauffante n'a pas été retenu pour des raisons budgétaires.

Nous avons alors eu l'idée de poser la plaque sur un appareil à raclette, et d'utiliser sa résistance comme système de chauffe pour notre pierre.

Déroulement des essais

Protocole

La pierre bleue est posée sur un appareil à raclette. Grâce à la conduction thermique à travers la pierre, la surface de la pierre va également chauffer, et faire fondre les cierges. Nous avons placé une caméra thermique au dessus de notre installation, afin de pouvoir relever la température du dessus de la plaque.

INSERER DES PHOTOS DU PREMIER TEST

1er test : petit appareil à raclette non isolé

Voici les relevés de température en fonction du temps :

- 0:00 -> 19.6°C

- 9:07 -> 71.3°C DÉBUT DE LA FONTE DES CIERGES

- 15:08 -> 86.8°C ARRÊT DE L'APPAREIL A RACLETTE

- 19:20 -> 88.8°C LA TEMPÉRATURE COMMENCE A DESCENDRE

- 34:27 -> 69.5°C

Ce 1er test nous a permis de valider l'utilisation d'un appareil à raclette pour chauffer la pierre bleue. Cependant, nous avons pu y faire quelques observations en vue d'améliorations :

- L'appareil à raclette est capable de chauffer la pierre plus fortement que ce dont nous avons besoin : il serait judicieux de gérer l'alimentation de l'appareil en fonction de la température de la pierre, grâce à un code arduino.

- La pierre chauffe exclusivement aux alentours proches de l'appareil, la diffusion n'est pas uniforme, il faudrait un appareil plus grand afin de chauffer une surface plus grande.

- Malgré les pertes thermiques dues au manque d'isolation, la plaque continue de chauffer jusqu'à 5 minutes après l'arrêt du chauffage. Il faudra prendre en compte cela dans la gestion de l'alimentation de l'appareil.