Convection et rayonnement, deux principes fondamentaux
Le chauffage domestique est une application de ce qu’on appelle en physique les transferts thermiques. Le principe de base est simple : si deux corps n’ont pas la même température, ils échangeront jusqu’à parvenir à l’équilibre thermique.
Un corps chaud (ici un radiateur) et un corps froid (ici votre corps) échangent de la chaleur de trois façons : conduction, convection et rayonnement.
Prenons l’exemple d’une tasse de thé.
Par conduction :
- L’échange de chaleur se fait par contact direct : vous trempez les lèvres dans votre thé encore fumant, vous vous brûlez c’est le signe (douloureux !) qu’il y a eu un transfert de chaleur !
- La conduction n’est donc pas utilisée pour se chauffer (sauf quand on met une serviette sur un radiateur).
Par convection :
L’échange de chaleur se fait par un intermédiaire fluide qui « transporte » les molécules de chaleur. Ici, l’air joue ce rôle.
On distingue :
- La convection naturelle, où le mouvement de l’air est spontané et libre. Exemple : la tasse de thé est encore fumante, l’air chaud s’élève.
- La convection forcée, on active le mouvement de l’air pour accélérer l’échange thermique entre les deux corps. Exemple : lorsque l’on souffle sur sa tasse de thé pour qu’elle refroidisse plus vite.
Par rayonnement (on parle aussi de radiation)
- L’échange de chaleur se fait par rayonnement électromagnétique.
- La source de chaleur envoie des rayonnements infrarouges et vous réchauffe à distance Pour le constater, placez les mains au-dessus d’une tasse de thé bien chaud, vous sentez la chaleur bien qu’il n’y ait pas de contact.
Quel que soit l’émetteur, ces 3 mécanismes sont en oeuvre conjointement. Selon les appareils, un de ces mécanismes est privilégié.
Convection
Rayonnement
La notion d’inertie
L’inertie thermique est la capacité d’un appareil, ou d’un corps, à conserver à un niveau constant sa température :
- Pour un chauffage, l’inertie représente la capacité à diffuser de manière durable et constante de la chaleur.
- Un chauffage avec une bonne inertie s’opposerait à un chauffage par à-coups.
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