THERMIQUE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Modes de transfert thermique

Conduction thermique

Un flux thermique () à l’intérieur d’un corps immobile est lié à l’existence d’un gradient thermique ( grad T), c’est-à-dire d’une différence de température (T) d’un point à l’autre. Fourier propose de relier ces deux grandeurs par une relation linéaire :

φcd=- k grad T.

La propriété physique k, caractéristique du milieu considéré, est appelée « conductivité thermique » ; elle varie de 0,025 W.m—1.K—1 pour les meilleurs isolants, à environ 400 W.m—1.K—1 pour les métaux les plus conducteurs comme le cuivre ou l’argent. La ressemblance formelle entre cette loi, et celle qui fut proposée par Ohm pour la densité de courant dans les milieux de conductivité électrique E :

Conductivités thermiques

Tableau : Conductivités thermiques

Conductivités thermiques de quelques solides, liquides et gaz. Les valeurs sont données à 20 0C sauf cas particuliers. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

j= -σE  grad V

ouvre la voie à de possibles analogies entre les transferts thermiques par conduction et l’électrocinétique. Ainsi, en régime stationnaire, les systèmes passifs peuvent être considérés comme des résistances thermiques disposées en série ou en parallèle dans des schémas électriques équivalents où la température joue le rôle de potentiel et le flux thermique celui d’intensité du courant.

En régime instationnaire, le bilan thermique appliqué à un domaine infinitésimal prend la forme de l’équation de propagation :

T- 1aTt= - pthk.

L’évolution de la température en chaque point du système considéré dépend donc de trois paramètres : la puissance volumique pth, la conductivité k et la diffusivité thermique a = k/ C, où est la masse volumique et C la capacité thermique massique du matériau. La diffusivité thermique varie dans la gamme 10—7m2s—1 (isolants massifs) — 10—4 m2s—1 (conducteurs légers).

Si le système considéré est passif, cette équation devient :

T 1aTt= 0.

Elle est souvent, par abus de langage, appelée « équation de la chaleur ». C’est en cherchant des solutions à cette équation que Fourier a inventé les fameuses séries qui portent son nom.

Convection libre et convection forcée

Entre un milieu immobile et un fluide en mouvement s’organise une zone d’échange de quantité de mouvement (frottement) et d’énergie appelée « couche limite » [...]

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 8 pages

Médias de l’article

Flux thermique

Flux thermique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Énergie thermique

Énergie thermique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Capacités calorifiques massives

Capacités calorifiques massives
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Conductivités thermiques

Conductivités thermiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Afficher les 7 médias de l'article


Écrit par :

  • : professeur des Universités, enseignant-chercheur, UMR 6614 CNRS-CORIA

Classification

Autres références

«  THERMIQUE  » est également traité dans :

ARCHITECTURE ÉCOLOGIQUE ou ARCHITECTURE DURABLE

  • Écrit par 
  • Dominique GAUZIN-MÜLLER
  •  • 5 078 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « D'une approche intuitive aux grilles d'évaluation »  : […] L'approche bioclimatique est assez intuitive : elle s'appuie sur l'observation du site et sur l'enseignement tiré des constructions vernaculaires. Ce n'est qu'au début des années 1990 que sont apparues les premières grilles destinées à une évaluation « objective » des caractéristiques environnementales des bâtiments. Ces grilles analytiques multicritères, inspirées de la procédure ISO 14001, ont g […] Lire la suite

CALORIQUE

  • Écrit par 
  • Georges KAYAS
  •  • 377 mots

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

  • Écrit par 
  • Paul GLANSDORFF
  •  • 996 mots

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

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 679 mots

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

  • Écrit par 
  • Daniel CLÉMENT
  •  • 15 608 mots
  •  • 21 médias

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

  • Écrit par 
  • Jean-Paul BURGER
  •  • 2 362 mots
  •  • 3 médias

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

  • Écrit par 
  • François FALEMPIN
  •  • 2 802 mots
  •  • 2 médias

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)

  • Écrit par 
  • Agnès LECOURTOIS
  •  • 225 mots

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

Voir aussi

Les derniers événements

5 mai 2017 Canada. Riposte du gouvernement à la taxation du bois d'œuvre canadien par les États-Unis.

thermique vers les États-Unis, en guise de représailles à l’imposition par l’administration Trump, en avril, d’une taxe douanière sur le bois d’œuvre canadien. Le gouvernement annonce également qu’il a identifié plusieurs programmes d’aide de l’Oregon, État américain frontalier, qui pourraient constituer des formes de subventions illégales et auxquels […] Lire la suite

12-25 septembre 2013 France. Tensions entre le gouvernement et Europe Écologie-Les Verts dans le contexte de la Conférence environnementale

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

thermique d'un million de logements par an. Il évoque également les projets d'imposer une taxe carbone aux frontières de l'Union européenne et d'étendre le principe du bonus-malus à d'autres secteurs que l'automobile. Il annonce la création, dès 2013, d'une Agence nationale de la biodiversité destinée à aider les élus qui désirent défendre les écosystèmes […] Lire la suite

26 août 2003 États-Unis. Rapport d'enquête sévère sur l'accident de la navette « Columbia »

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, depuis les compressions de budget jusqu'à l'absence d'une […] Lire la suite

1er février 2003 États-Unis. Désintégration de la navette « Columbia »

thermique recouvrant l'aile gauche de la navette, à la suite d'un incident survenu au décollage, pourrait être à l'origine de l'accident. En janvier 1986, l'explosion de la navette Challenger, peu après son décollage de Cape Canaveral, avait déjà provoqué la mort de ses sept membres d'équipage. L'arrêt momentané des vols de navettes risque de retarder […] Lire la suite

Pour citer l’article

Bruno CHÉRON, « THERMIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 septembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/thermique/