Les trois modes de propagation de la chaleur
Quand on parle de confort thermique, il n'y a pas que la température de l'air qui compte… La grandeur à considérer en premier lieu est le flux de chaleur (ou flux thermique), qui est déterminé par trois modes de propagation :
- la convection
- la conduction (ou diffusion)
- le rayonnement thermique
La convection
La convection désigne le transfert d'énergie thermique au sein d'un fluide - de l'air par exemple - en mouvement du fait d'une différence de température. L'exemple le plus visuel de ce phénomène est la fumée de cheminée qui monte car la combustion créée une zone très chaude et très peu dense par rapport à l'air environnant.
Pour l'isolation thermique d'une habitation, l'air enfermé entre la toiture et le plancher des combles, ou entre un mur porteur et une cloison intérieure, n'assure pas d'isolation à cause du phénomène de convection accéléré par une différence de température entre paroi chaude (le plancher) et paroi froide (le toit). Pour bien isoler, il faut ajouter dans cet espace un matériau isolant dans lequel l'air enfermé dans des bulles ou entre des fibres ne peut pas participer à la convection.
La conduction
La conduction (également appelée diffusion) désigne le transfert de chaleur d'un endroit à l'autre d'un milieu (béton, bois, métal, etc.) sans déplacement de matière, par opposition à la convection. Elle est provoquée par une différence de température entre deux régions d'un même milieu.
Prenons l'exemple d'une barre métallique chauffée à l'une de ses extrémités : l'agitation thermique des particules du matériau se transmet de proche en proche jusqu'à l'autre extrémité. Ou prenons l'exemple d'une tasse contenant du thé chaud : l'agitation thermique des particules du matériau de la tasse se transmet de proche en proche depuis l'intérieur (le thé chaud) vers l'extérieur (nos mains).
La conduction s'observe principalement dans les solides, car dans les liquides ou les gaz, le transfert thermique par convection domine.
Le flux de chaleur dépend de la conductivité thermique du milieu (généralement notée λ) et de la différence de température. Plus la conductivité thermique d'un matériau est grande, plus le flux de chaleur le traversant est important et moins il est isolant.
La conductivité thermique de la pierre étant plus élevée que celle du bois, à température égale, le carrelage semble plus « froid » que le parquet.
Le rayonnement thermique
Le rayonnement thermique (rayonnement infrarouge) est un transfert d'énergie qui peut se propager dans le vide, a contrario de la convection et la conduction. C'est par rayonnement thermique que le soleil transmet son énergie à la Terre qui l'absorbe en partie.
Tout corps émet un rayonnement en fonction de sa température. Les parois de votre logement émettent un rayonnement infrarouge dans la pièce plus ou moins important en fonction de leur température, ce qui peut donner lieu à l'effet « paroi froide ».
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