THERMIQUE
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La thermique est une discipline scientifique spécifique d’un domaine de la physique plus vaste, la thermodynamique. La thermodynamique s’est essentiellement construite sur des principes qui expriment la conservation de deux grandeurs fondamentales : l’énergie et l’entropie. Les échanges énergétiques sont classés en deux catégories : le « travail », qui résulte de l’action d’une ou de plusieurs forces appliquées au système considéré, et la « chaleur » qui intervient naturellement dès qu’apparaît une différence de température à l’intérieur du système étudié ou entre celui-ci et son environnement. Ce second mode d’échange est le domaine d’étude de cette discipline scientifique spécifique appelée « transferts thermiques », ou, plus simplement, « thermique ».
Sous ses deux formes théoriques, phénoménologique et statistique, la thermodynamique définit très précisément l’état dans lequel se trouve un système quelconque lorsque ses caractéristiques sont rigoureusement stationnaires et uniformes : l’état d’équilibre. Elle permet de prédire l’état final d’un processus initié par la modification des contraintes (pression, température, volume, apport de matière…) imposées au système étudié, mais elle ne nous renseigne pas sur la nature des échanges de type « chaleur » qui participent à cette évolution, ou sur la vitesse à laquelle ils se produisent. La science de la thermique comble cette lacune : elle nous parle de la « chaleur », dont elle a analysé et quantifié les trois modes de propagation : la conduction, la convection et le rayonnement. Ses lois fondamentales (Fourier, Newton, et Stefan-Boltzmann) permettent de prédire l’évolution spatio-temporelle de la température à l’intérieur des systèmes physiques et de calculer les échanges thermiques entre eux.
On peut affirmer qu’il n’existe aujourd’hui aucun domaine de l’ingénierie qui ne soit confronté à des problématiques de transferts thermiques, ce qui rend la connaissance de la thermique de plus en plus nécessaire, sinon stratégique. À titre d’exemples, citons l’industrie spatial [...]
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Écrit par :
- Bruno CHÉRON : professeur des Universités, enseignant-chercheur, UMR 6614 CNRS-CORIA
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Ancien nom de la chaleur considérée comme un fluide pondérable dérivant du feu platonicien. Passant à travers les parois des vases (à cause de l'acuité de ses arêtes et de ses sommets pointus), il provoquait, d'une part, la dilatation des corps (en s'insinuant entre leurs propres particules qu'il éloignait les unes des autres) et, d'autre part, une augmentation de poids. Lavoisier, qui n'a pu ni l […] Lire la suite
CHALEUR
La notion de chaleur telle qu'elle résulte de la sensation de chaud et de froid remonte aux époques les plus reculées. Toutefois, elle n'appartint à la science qu'à partir du xviii e siècle, lorsque Lavoisier et Laplace reconnurent conjointement en elle « une grandeur susceptible d'accroissement et de diminution », et donc accessible à la mesure. La première tentative d'interprétation physique as […] Lire la suite
CONDUCTIVITÉ ou CONDUCTIBILITÉ, physique
Grandeur physique caractérisant la propagation, dans un milieu matériel, d'un flux d'électrons (conductivité électrique), d'un flux de chaleur (conductivité thermique) ou d'une perturbation mécanique (conductivité acoustique). Les milieux dans lesquels la propagation est aisée sont dits conducteurs ; ceux dans lesquels elle n'est pas possible (ou difficile, ou très lente) sont dits isolants. La co […] Lire la suite
ÉNERGIES RENOUVELABLES
Dans le chapitre « La conversion thermique » : […] La conversion thermique transforme le rayonnement solaire en chaleur pour des usages dans les secteurs résidentiels ou tertiaires (températures inférieures à 100 0 C) par l’intermédiaire d’un capteur solaire encore appelé capteur héliothermique ou collecteur. Le fluide circule dans un échangeur dont une face absorbante (typiquement une surface noire) va s’échauffer sous le rayonnement solaire et […] Lire la suite
PHONON
Dans le chapitre « Vibrations thermiques » : […] Les vibrations internes à un solide peuvent également être excitées par la température T. L'agitation thermique qui en résulte est la superposition plus ou moins chaotique d'un grand nombre de vibrations, couvrant pratiquement tout le spectre des fréquences. Toutes ces vibrations sont indépendantes les unes des autres dans l'approximation harmonique, et on peut les assimiler à un gaz de phonons l […] Lire la suite
PROPULSION HYPERSONIQUE
Dans le chapitre « Environnement thermique dans la chambre de combustion » : […] Les flux thermiques sur la surface des parois de la chambre de combustion sont de l'ordre de 0,5 à 1 mégawatt par mètre carré, avec des pics locaux pouvant atteindre 5 mégawatts par mètre carré. Il faut par conséquent recourir à une structure des parois en « double peau », à travers laquelle le combustible circule avant son injection dans la chambre. Dans le cas d'un combustible de type hydrocarb […] Lire la suite
STEFAN JOSEF (1835-1893)
Physicien autrichien né à Sankt Peter près de Klagenfurt et mort à Vienne. Les travaux originaux de Josef Stefan, intéressant des domaines importants de la physique, comprennent la théorie cinétique des gaz, l'hydrodynamique et surtout la théorie du rayonnement. Après des études à l'université de Vienne où il obtient son doctorat en 1858, nommé Privatdozent de physique mathématique, il devient pro […] Lire la suite
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5 mai 2017 • Canada • Riposte du gouvernement à la taxation du bois d’œuvre canadien par les États-Unis.
Le Premier ministre Justin Trudeau déclare qu’il « considère sérieusement » la demande que lui a faite en avril son homologue provinciale de Colombie-Britannique Christy Clark d’interdire ou de taxer les exportations de charbon thermique vers les États-Unis, en guise de représailles à l’imposition [...] Lire la suite
12-25 septembre 2013 • France • Tensions entre le gouvernement et Europe Écologie-Les Verts dans le contexte de la Conférence environnementale.
. sur les travaux de rénovation thermique des logements. Le 25, Pascal Durand annonce son intention de quitter la direction d'E.E.-L.V. lors du congrès du parti prévu en novembre. Le 25 également, le député Vert de Gironde Noël Mamère, candidat écologiste à l'élection présidentielle de 2002, annonce qu'il quitte E.E.-L.V. [...] Lire la suite
14-15 septembre 2012 • France • Conférence environnementale.
le refus opposé à l'exploitation des gaz de schiste par le procédé de fracturation hydraulique ainsi que la fermeture, à la fin de 2016, de la centrale nucléaire de Fessenheim (Haut-Rhin), la plus ancienne du parc français. François Hollande annonce son intention d'engager la rénovation thermique d'un [...] Lire la suite
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thermique de la navette lors du décollage. Le rapport affirme que « les causes organisationnelles de cet accident prennent leurs racines dans l'histoire et la culture du programme Navette spatiale »; il dénonce de nombreux dysfonctionnements qui ont conduit à négliger les questions de sécurité [...] Lire la suite
1er février 2003 • États-Unis • Désintégration de la navette « Columbia ».
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Pour citer l’article
Bruno CHÉRON, « THERMIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 février 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/thermique/