Isolation : Une paire de chaussette Ulfrotte de 800g/m² ou deux de 400g/m² ?

[Kilbith]

Bonsoir,

Je sais, il fait encore chaud, c'est l'été. Mais bientôt, le froid et l'hiver vont revenir et vont se poser des problèmes existentiels du type : deux paires de chaussette ou bine une paire de grosse ?

C'est un problème tout a fait dans l'esprit du forum de DM et aussi de RL : qu'elle est la combinaison la plus efficiente? Qu'est ce qui pèse le moins et tient le plus chaud? qu'est qui sèche le plus vite? qu'est ce qui m'empêche d'avoir les pieds gelés?

L'idée n'est pas de se procurer du matos, mais bien de s'en servir au mieux! 

J'ai trouvé une bonne étude (Kuklane et al., 2000) traitant des chaussettes Ullfrotte/woolpower que l'on connait bien ici. Je donne en illustration un court extrait de la page 175 (pj.)

Sur la figure 1 on constate que l'isolation des chaussettes SECHES n'est pas proportionnelle au poids. Une chaussette de 400g/m² n'est pas deux fois plus isolante qu'une de 200g/m² et une de 800g/m² pas deux fois plus isolante qu'une de 400.

Rappelons que c'est essentiellement l'épaisseur de l'isolant qui détermine son isolation vis à vis du froid convectif, la matière est secondaire (du moins pour les matériaux courants). Comme une chaussette de 800 n'est pas deux fois plus épaisse qu'une de 400, ceci explique cela. Mais peut être qu'une chaussette de 800 s'écrase deux fois moins (confort, isolation du froid par conduction) ou bien est trois fois plus résistante à l'usure.

La figure 2 nous apporte un résultat intéressant : 800g/m² est moins isolant (convection) que 600g/m²+200g/m² qui est moins isolant que 400g/m²+400g/m² qui est moins isolant que 200g/m²+200+200+200. Attention, ici il semble bien que les chaussettes sont suffisamment élastiques pour se superposer sans compression excessive. Les résultats seraient autre dans le cas contraire!

figure 3 : on constate l'isolation supplémentaire apportée par l'addition d'une couche de chaussette.

figure 4 : les résultats sont très intéressants 

* 200g/m²+200g/m² c'est presqu'aussi isolant que 200g/m²+400g/m² et  très proche de 200g/m²+600g/m² 

* il est plus intéressant de mettre 200g sur 800g plutot que l'inverse (mais pas de beaucoup).

Attention : il faut assez de place dans la chaussure pour constater un gain. La nature de la chaussure (simple cuir, isolée, goretex...), son chaussant et l'humidité intervient aussi beaucoup.

(Rappel : 1 clo c'est 0.150 m²c/w)


Voilà

[Pierr]

J'avais été déçu par le woolpower 400 alros que je suis fan du 200. L'extérieur du 400 est plus dense, sans doute avec l'intention que cela puisse servir de couche externe mieux que le 200 dont la maille très lâche s'userait trop vite.

En plus le 200 est beaucoup plus léger et compressible.

J'ai deux dessus en 200, un manche courte et un manche longue.

[Kilbith]

J'avais été déçu par le woolpower 400 alros que je suis fan du 200. L'extérieur du 400 est plus dense, sans doute avec l'intention que cela puisse servir de couche externe mieux que le 200 dont la maille très lâche s'userait trop vite.

En plus le 200 est beaucoup plus léger et compressible.

J'ai deux dessus en 200, un manche courte et un manche longue.

Deux 200 superposés (sans compression, idéalement deux tailles différentes) seront plus isolant (froid convectif) qu'un 400 qui a pourtant le même poids. En plus c'est plus polyvalent et comme la surface est X2 une fois exposée au soleil cela sèche bine plus vite. Meilleur choix donc si porté sous un vêtement léger, large et coupe vent. en revanche le 200 est très fragile aux accrocs et n'existe pas sous forme de veste (donc on peut moins facilement ouvrir pour se refroidir)

A noter que le 600 n'est quasiment pas plus isolant (convection) que le 400 (mesure au mannequin). Mais il est peut être plus solide, plus coupe vent et meilleur isolant sous une veste lourde.

Si on superpose deux grammage différents : il est préférable de mettre le grammage léger sur le lourd plutôt que l'inverse.

[Kilbith]

Pourquoi ? J'aurais été tenté de faire l'inverse... Ca m'intéresse...

On le constate sur le test ci-dessus (fig.4: 2+8 vs. 8+2). C'est confirmé dans d'autres études. Il semble que le "gros grammage" ait tendance à compresser par son poids le petit de dessous. Peut être aussi que le fait que le 200 soit plus "aéré" favorise la dissipation de l'humidité interne (???). C'est un peu "contre intuitif".

Mais quand on y pense on met le fin grammage par "facilité" car on marche évidemment avec la couche la plus fine en place et le "gros pull" dans le sac que l'on ne sort qu'à l'arrêt. Reste qu'en situation plus statique la solution inverse semble meilleure thermiquement. Mais ce gain risque d'être limité si un "pardessus" lourd vient écraser les couches isolantes de dessous.

[azur]

Ceci s'entend si les deux couches ont une vocation thermique... or, souvent, la couche du dessous, surtout si c'est du woolpower, a davantage vocation à drainer l'humidité et à apporter un certain confort au contact de la peau.
Perso, je continuerai à porter ma woolpower lite sous ma 600 

Point de détail: j'alterne les couches "isolantes" et les couches "coupe-vent" (stowaway, etc). malheureusement, j'imagine mal mettre des chaussettes en pertex entre deux paires de chaussettes woolpower 

[guillaume]

Excellent, merci Did .

Je me demande si cette histoire ne serait pas du à la finesse de la fibre du 200 que du 400 ou 600 (supposition, je n'en possède pas). La finesse de la fibre ou plutôt plein de petites fibres tissées de permettraient pas fixer plus de molécules d'air ?

Simple supposition...

a+

[Chris-C]

Du coup pouvoir mettre une veste 200g sur la veste 400/600 demande de prendre plusieurs tailles au dessus pour la 200g.
Ce qui risque de rendre moins utile la couche 200g lorsque portée seule.

a+

[Kilbith]

Du coup pouvoir mettre une veste 200g sur la veste 400/600 demande de prendre plusieurs tailles au dessus pour la 200g.
Ce qui risque de rendre moins utile la couche 200g lorsque portée seule.
a+

Dans certaines conditions on porte constamment la veste de 400g (je pense à un trip hivernal en Laponie par exemple). C'est intéressant de considérer la possibilité de se servir d'une 200 par dessus.

 Les deux vêtements sont coupés différemment, perso ma 200 est plus large que ma 400 et surtout bien plus élastique et passe assez facilement par dessus. Clairement la meilleure isolation c'est d'avoir 200g+200g+200g plutôt que 400+200g, le moins bon THERMIQUEMENT selon les tests sur mannequin c'est 600g.

Il faut aussi tenir compte de la pression exercée par le vêtement de dessus, c'est un facteur limitant grandement l'isolation. Trois facteurs :
- Le poids du tissu protecteur (il exerce une compression sur les couches isolantes de dessous). Certaines vestes modernes en duvet prennent ce facteur en compte et incorporent de l'isolant synthétique moins compressible aux épaules.
- La coupe du vêtement (une coupe étroite compresse l'isolant)
- La présence de vent : il compresse l'isolant.

Ce dernier point est souvent sous estimé.

*Le vent "plaque" la couche externe sur l'isolant et la compresse. Cela diminue grandement l'isolation quand on est exposé au vent, surtout si la couche isolante est compressible comme c'est souvent le cas de nos jours (pensez au duvet ou primaloft).
* Cet effet est réel, Y COMPRIS avec une veste Goretex (surtout si elle est légère). C'est contre intuitif, car les gens pensent qu'une veste imperméable comme le goretex va totalement protéger du refroidissement du fait du vent. C'est faux (même si la veste a des ouvertures étanches, même si la veste "respire", même si  elle est bien coupée...).

De mémoire, dans un système trois couches, à partir d'un vent d'une trentaine de KM/H l'isolation diminue d'un tiers (source : article scientifique). C'est encore plus vrai si les ouvertures favorisent "l'effet de pompage".

Conclusion :
s'abriter du vent est toujours une bonne tactique si on veut exploiter au mieux les propriétés isolantes de ses vêtements. A défaut, limiter les pertes par effet cheminée (fermer les cordons, compartimenter, avoir une capuche, porter une écharpe), limiter les pertes par pompage  (fermetures des ouvertures). Empêcher la compression des couches sous jacentes. Empêcher l'accumulation d'humidité dans les couches internes (s'oppose parfois aux autres points).


Encore une fois je ne parle pas de matos, je parle de l'utilisation la plus efficiente possible du matos en situation 

[Kilbith]

Excellent, merci Did .

Je me demande si cette histoire ne serait pas du à la finesse de la fibre du 200 que du 400 ou 600 (supposition, je n'en possède pas). La finesse de la fibre ou plutôt plein de petites fibres tissées de permettraient pas fixer plus de molécules d'air ?

Simple supposition...

a+

La fibre est la même, la composition est différente entre le 200 et les 400/600 mais cela influe peu sur le froid convectif. Ce qui compte avant tout pour l'isolation convective c'est l'épaisseur du vêtement car c'est le facteur principal qui détermine la quantité d'air "bloqué" dans le tissu. L'air réchauffé captif étant l'isolant principal.

La performance thermique des ullfrotte c'est surtout le résultat de leur technique de tricotage (présence de boucles qui augmentent le volume du tissu). Le 400 et 600 ne sont pas beaucoup plus épais que le 200, ils n'isolent donc pas beaucoup plus vis à vis du l'isolation convective.

Mais, ils sont peut être plus résistant au vent ou plus résistant à la compression. Ils sont sûrement plus "solides". En revanche ils ne sont pas plus isolant vis à vis du froid convectif tel qu'on le mesure sur un mannequin. Cela ne veut pas dire qu'ils ne sont pas plus isolants dans la vraie vie. Par exemple, la laine peut emmagasiner jusqu'à un tiers de son poids en humidité sans perdre ses propriétés isolantes : avec 600g de laine on peut donc fixer plus d'humidité qu'avec 400g.

Au final :
Cette étude montre que sous réserve que cela augmente réellement l'épaisseur de l'isolant disponible (donc pas de compression des couches entre elles), c'est une bonne idée de superposer des couches fines si on veut maximiser l'isolation convective en l'absence de vent et d'humidité. En plus cela permet de réguler plus finement l'isolation et de faire globalement sécher plus vite sa couche isolante (puisque surface X3). Sous réserve que les couches "s'emboitent" sans se compresser, sans diminuer la circulation, sans compresser un éventuel isolant présent dans la couche du dessus...

[guillaume]

Je rejoins tout ta fait ta conclusion. Pour moi, 200+200+200 sont plus isolant que 400+200. Mais même en général : admettons que la 400 fasse parfaitement l'épaisseur de deux 200, l'ensemble 200+200+200 sera plus isolant puisqu'on fixe une couche d'air supplémentaire (de l'isolant) entre deux vêtements. Sous réserve, bien entendu, que les couches ne se gênent pas.

En revanche je n'arrive pas à comprendre comment une 200 sur une 400 est plus efficace que l'inverse.

Enfin on frise l'élargissement de diptère .

A+

[Kilbith]

Je rejoins tout ta fait ta conclusion. Pour moi, 200+200+200 sont plus isolant que 400+200.

Je le pensais aussi : mais là c'est "démontré" par une étude rigoureuse (mais avec des limites, ne serait-ce que parce le type de chaussure et la pointure doivent pas mal influencer) qui utilise spécifiquement les chaussettes Ullfrotte que beaucoup de monde utilises ici (et apprécient).

Mais même en général : admettons que la 400 fasse parfaitement l'épaisseur de deux 200, l'ensemble 200+200+200 sera plus isolant puisqu'on fixe une couche d'air supplémentaire (de l'isolant) entre deux vêtements. Sous réserve, bien entendu, que les couches ne se gênent pas.

Je n'ai jamais été convaincu par l'explication de "l'isolation de l'air compris entre deux couches d'isolant" en ce qui concerne les froid convectif (certainement plus vrai pour le conductif). Ce qui semble primer c'est le fait que cela permet d'avoir une épaisseur de tissu globalement plus épais en 200+200 plutôt que 400.

A ce titre une autre information : en terme de clo, une veste 600gr n'est pas plus isolante qu'une veste 400 (toujours dans le cadre d'une étude de laboratoire). Mais elle est peut être plus solide, plus résistante à l’écrasement et plus coupe vent (ce n'est pas mesuré dans le test).

En revanche je n'arrive pas à comprendre comment une 200 sur une 400 est plus efficace que l'inverse.

AMHA, de ce que j'ai compris tout simplement parce que la couche de 200 écrase moins la 400 : elle est moins dense et elle est moins élastique. La 400 placée dessous peut donc atteindre sa pleine épaisseur. Quand la 400 est placée dessus, elle comprime la couche de 200 ce qui limite l'épaisseur totale.

Enfin on frise l'élargissement de diptère .

Les effets constatés sont loin d'être négligeables (environ 0.33 clo. 1 clo permet )...Et surtout c'est dans mon esprit totalement "SURVIE" :  

Dans une situation d'urgence, on doit faire avec le matériel que l'on a. Si on a une couche 200 et une couche de 400, utiliser au mieux les ressources de son matériel (placer la 200 dessus) peut faire la différence si on est "border line". L'hypothermie est le tueur n°1 en cas d'exposition.  

C'est pourquoi la bonne compréhension des mécanismes de régulation thermique permettra le meilleur rendement du système de vêtement disponible:
- ne pas faire 100% confiance au poncho en montagne par grand vent.si on a que ça, prévoir un lacet autour du corps ou le placer sous les bretelles du sac à dos (dans ce cas ralentir le pas) ou bine de petits cailloux bloqués par des élastiques à la base.
- placer la couche légère élastique sur la couche épaisse si cela permet d'avoir une épaisseur maximale.
- relâcher sa ceinture et faciliter la circulation sanguine
- remonter son col de veste (prévoir une épingle de sureté pour le fermer)
- mettre la capuche et la serrer
- mettre le pantalon sous les chaussettes
- serrer les cordons intermédiaires de sa veste. Au besoin utiliser un cordon supplémentaire (ceinture du pantalon, lacet, ficelle)
- retourner sa veste pour bénéficier de l'effet coupe vent d'une doublure
- mettre le pompon du bonnet (s'il existe) du coté du vent sous la capuche
- ajouter une chaussette dans ses chaussures peut être en retirant la première de propreté pour éviter de comprimer l'ensemble

...etc.  

Rappel :

    1 clo = 0,155 K·m²/W

C'est l'isolation qui permet à une personne au repos de maintenir l'équilibre thermique dans une atmosphère à 21 °C (70 °F). Au-dessus, la personne transpire, en dessous, elle ressent le froid.

[guillaume]

Yep, du coup on extrapole aussi à d'autre matériaux qu'il vaut mieux éviter de comprimer l'isolant en mettant par exemple la couche fine sur la grosse (en imageant et toutes choses égales par ailleurs).

Pour le plaisir et si ça t'embête pas trop : pourrais-tu expliciter ce que tu entends par froid convectif et conductif stp? Je pense bien voir ce qui se cache derrière mais je préfère être sur.

A+

[Kilbith]

Pour le plaisir et si ça t'embête pas trop : pourrais-tu expliciter ce que tu entends par froid convectif et conductif stp? Je pense bien voir ce qui se cache derrière mais je préfère être sur.
A+

En fait mes expressions ne sont pas exactes, c'est pourquoi j'emploie souvent des guillemets. On sait que la transmission (donc la perte) de chaleur pour un homme se fait selon plusieurs mécanismes :

- radiation
- évaporation
- respiration
- convection
- conduction.

Les vêtements vont agir contre chacune de ses sources.

- la radiation peut être combattue par une barrière IR.

- l'évaporation par un système de type VBL

- la respiration (importante par temps froid) par un système d’échangeur. Un cache nez pour faire simple.

- La convection c'est le phénomène qui fait que l'air chaud au contact de la peau voit sa densité baisser et donc il "s'élève" et il est remplacé par de l'air plus froid. La plupart des isolants agissent contre ça en bloquant de petites particules d'air chaud à proximité de la peau. Un pull de laine polaire (polartec) est très efficace contre ce type de refroidissement. Le vent accélère naturellement le renouvellement de la couche d'air chaud. En général les vêtements épais qui bloquent beaucoup d'air chaud dans leurs fibres sont efficaces contre ce que j'appelle le "froid convectif" que l'on devrait plutôt appeler : "refroidissement par convection" et en l'absence de vent. A noter que la matière employée dans le fibres importe peu ce qui compte c'est sa capacité à bloquer de petites particules d'air.

-  La conduction c'est le refroidissement qui a lieu quand deux corps de température différentes sont en contact direct. Par nature il y a compression de l'isolant et c'est là que la nature de l'isolant intervient.
               *A épaisseur égale un vêtement en duvet sera aussi isolant (presque...) qu'un vêtement en laine bouillie (qui sera plus dense et bine plus lourd). Mais si on s'allonge par terre le duvet va se compresser et faire quelques millimètres alors que la laine bouillie va peu se compresser et isolera encore très bien.
               *La nature de l'isolant intervient aussi pas mal. L'acrylique que l'on utilise souvent pour remplacer la laine à des valeurs de transmission de chaleur plus élevé que la laine. Si c'est pour faire un pull ce n'est pas grave car l'acrylique est moins dense que la laine et on aura une épaisseur de pull à peu près égale. L'air sera aussi efficacement bloqué dans le tissu (si c'est du bon acrylique) : les deux pulls seront aussi isolants. En revanche, entre un gant en acrylique et un gant en laine, si on tient un piolet la différence sera plus importante : la fibre acrylique est plus conductrice que la fibre de laine.

En général ce que j'appelle abusivement le "froid conductif" (la perte de chaleur du fait de la conduction) est de peu d'importance. A l'exception des semelles de chaussure. Evidemment, si on s'allonge sur un sol froid c'est différent. C'est la raison pour laquelle on est plus confortable pour dormir avec une veste filson en laine bouillie (ou un vêtement militaire en laine) qu'avec une veste en duvet EN l'ABSENCE DE MATELAS.


Dans la vraie vie plein d'autres facteurs interviennent : la capacité à bloquer le vent, la capacité à garder du volume d'air emprisonné humide, etc...Et puis en randonnée on apprécie les isolants légers et qui prennent peu de place dans le sac à dos.

 

[guillaume]

Merci ! Donc en fait on parle bien de conduction et convection tout bêtement comme je le supposais .

PAVC

[h]

      *A épaisseur égale un vêtement en duvet sera aussi isolant (presque...) qu'un vêtement en laine bouillie (qui sera plus dense et bine plus lourd). Mais si on s'allonge par terre le duvet va se compresser et faire quelques millimètres alors que la laine bouillie va peu se compresser et isolera encore très bien.
       Evidemment, si on s'allonge sur un sol froid c'est différent. C'est la raison pour laquelle on est plus confortable pour dormir avec une veste filson en laine bouillie (ou un vêtement militaire en laine) qu'avec une veste en duvet EN l'ABSENCE DE MATELAS.

superbe exposé comme d'hab'

partant sur ce principe une couverture en laine sera t'elle plus efficace qu'un duvet ?
guillaume avait déjà abordé ce sujet avec un poncho en laine...
je n'ai pas pesé la couv' mais je me demandai si cela ne serait pas mieux, car la couv' résisterait aux escarbilles , aux ronces.... serait plus polyvalente qu'un duvet ?
merci

[guillaume]

superbe exposé comme d'hab'

partant sur ce principe une couverture en laine sera t'elle plus efficace qu'un duvet ?
guillaume avait déjà abordé ce sujet avec un poncho en laine...
je n'ai pas pesé la couv' mais je me demandai si cela ne serait pas mieux, car la couv' résisterait aux escarbilles , aux ronces.... serait plus polyvalente qu'un duvet ?
merci

Comme d'hab : ça dépend...

La laine est moins compressible que du duvet (avantage : moins de conduction quand assit dessus, inconvénient : plus volumineuse), plus solide, résiste au feu, etc.
Le duvet est très isolant quand non compressé, se compresse très bien (volume de rangement), est léger, etc.

Toujours penser adéquation matos-bonhomme-terrain (c'est de CK je crois).

a+

[François]

superbe exposé comme d'hab'

partant sur ce principe une couverture en laine sera t'elle plus efficace qu'un duvet ?

A épaisseur égale, oui, dans la plupart des cas.
Mais une couverture de laine de 5 cm d'épaisseur pèserai 10 à 20 kg

[dan11]

lu

pour en revenir aux chaussettes
je possède des Patagonia Expedition Weight,

A vue de nez, je dirais que la Loft est pas loin d' 1/2 cm par couche (1 cm total chaussette)
je ne connais leur équivalent grammage chez Ullfrotté

Est ce possible que 2 paires de 200 Ullfrotté superposées
offrent plus de loft que les Patagonia Heavy weight ?

[François]

Il ne faut pas perdre de vue qu'habituellement on met des chaussettes pour marcher dessus. Et donc, ce qui compte c'est leur épaisseur sous charge. D'où peut être un avantage à un tissage dense comme le 800 g/m², par rapport à deux épaisseurs de 400 g/m².
D'autant que quand on a froid aux pieds, c'est souvent par le dessous, par contact avec un sol froid beaucoup plus conducteur que l'air.