Modèle analogique de la convection thermique

Un modèle de la convection avec de l’huile colorée.

Durée : 57 sec

Pour notre montage, nous avons pris
- un bécher 100mL,
- de la craie rouge : compter 1/16 à 1/8 de craie pour colorer 20 mL d’huile,
- de l’huile de tournesol (100 mL),
- un trépied,
- une bougie chauffe plat.

Broyer la craie dans un mortier pour obtenir une poudre fine et la mettre dans le bécher.
Ajouter 20mL d’huile et mélanger. L’huile doit rester très fluide (s’il y a trop de craie, l’huile trop épaisse ne montera pas : on observera au mieux un vague bombement, quelques bulles qui s’échappent et on pourra deviner un filet d’huile qui remonte mais non coloré).
Ajouter délicatement 80 mL d’huile en faisant glisser le long de la paroi de façon à avoir deux phases bien séparées.

Laisser reposer au moins deux heures.

Placer le bécher sur le trépied et placer la bougie juste dessous.
Pour un plus grand bécher en démonstration devant la classe, adapter en conservant les proportions. La craie doit juste colorer l’huile mais sans lui faire perdre sa fluidité.
On peut placer une pièce de monnaie entre la bougie et le bécher pour concentrer la chaleur en ce point et bien centrer la remontée (j’avoue ne pas avoir observé de grande différence avec ou sans pièce).

Pour de plus belles images :
- en analogique :
(voir aussi la mise en place de l’expérience)

Voir tout le dossier convection sur le site du CNRS, avec en particulier des protocoles

- en numérique :

ou

dans une conférence sur la convection mantellique sur le site ENS Lyon

Merci à Claudine Bollé et Noellise Desmazon du laboratoire du lycée Camille Claudel pour leur persévérance à mettre au point ce modèle.

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