Le rover am�ricain Pers�v�rance, qui s'est pos� sur la plan�te Mars le 18 f�vrier 2021 dans
le crat�re Jezero, est un v�hicule de la taille d'une voiture et �quip� de multiples capteurs et
instruments de mesure.
Mars poss�de une temp�rature de
surface moyenne de - 53 �C.
Sur Mars, le rover Pers�v�rance est
soumis aux grands �carts de
temp�rature de l’atmosph�re
martienne. Une temp�rature moyenne
de 10 �C est maintenue au cœur du
rover, afin de pr�server le bon
fonctionnement des ordinateurs.
Plusieurs mat�riaux composent le rover. Parmi eux se trouvent l'aluminium et l'a�rogel,
un mat�riau semblable � un gel consid�r� comme un solide et dont la capacit�
� isoler thermiquement est remarquable.
Transfert thermique.
1. Sch�matiser le sens du transfert thermique s'op�rant entre l'int�rieur et l'ext�rieur du
rover Expliquer ce sens.
Le transfert thermique s'effectue du corps le plus chaud ( l'int�rieur ) vers le corps le plus froid.
2. Citer le principal mode de transfert thermique intervenant dans cette situation. Pr�ciser
s'il existe d'autres modes de transfert thermique.
La conduction.
Autres modes de transfert : la convection et le rayonnement.
Caract�ristiques d'un mat�riau.
Une partie du rover a d� �tre isol�e pour les besoins de la mission. La pi�ce en
aluminium, partie du syst�me, poss�de une longueur L de 40 cm, une largeur ℓ de 15 cm
et une �paisseur e
Al de 0,85 cm.
3. Calculer la r�sistance thermique de cette pi�ce avant isolation, sachant que le flux
thermique traverse son �paisseur.
R = e / (
lAl S) =8,5 10
-3 / (237 x0,40 x0,15)=5,98 10
-4 ~6,0 10
-4 W
-1 K..
4. En d�duire le flux thermique correspondant.
F = (T
int -T
ext) / R =(10 +53) / (
5,98 10-4 )~1,05 10
5 ~1,1 10
5 W.
On rajoute � cette pi�ce une couche d'a�rogel de 3,5 cm d'�paisseur, not�e e
a�rogel
5. Calculer la r�sistance thermique de la couche d'a�rogel rajout�e ainsi que la r�sistance
thermique de l'ensemble.
R = e / (la�ro S) =3,5 10-2 / (0,0015 x0,40 x0,15)=3,99 102 W-1 K..
R�sistance thermique totale : 3,99 102 W-1 K..
6. En d�duire le flux thermique � travers l’ensemble (pi�ce en aluminium et couche
d’a�rogel) et le comparer au flux thermique en absence d'a�rogel.
F = (Tint -Text) / R =(10 +53) / (3,99 102 )~0,16 W.
Ce flux est 6,5 105 fois plus faible qu'� travers l'aluminium.
7. Indiquer comment varie le flux thermique global lorsqu'on :
• double la surface (longueur � largeur) de l'ensemble (pi�ce en aluminium
et couche d’a�rogel). Justifier votre r�ponse ;
Si S double, la r�sistance thermique est divis�e par 2. Le flux thermique double.
• double l’�paisseur de l'ensemble (pi�ce en aluminium et couche
d’a�rogel). Justifier votre r�ponse.
Si l'�paisseur double, la r�sistance thermique double.
Le flux thermique est divis� par 2.
