Flux thermique

(1)

Flux thermique

C’est l’énergie thermique transférée à travers une paroi par unité de temps.

Q : énergie échangée (par transfert thermique) en Joule (J) Δt : durée du transfert thermique en seconde (s)

 : flux thermique en Watt (W)

Résistance thermique

Gradient et flux (en régime stationnaire linéaire) : analogie électrique

Conduction électrique Conduction thermique

Flux de porteurs de charge (électrons, ions) :

intensité du courant I = q

elec

/ t

Flux thermique

(transmission d’énergie thermique (chaleur)) :

Q

therm

/ t Gradient de potentiel électrique : V

1

– V

2

(tension électrique U = V

1

– V

2

(Volt) Gradient de température : T

2

– T

1

Résistance électrique U = V

1

– V

2

= R 

Volt Ohm Ampère

Résistance thermique T

2

– T

1

= R

th



Kelvin K.W

^-1

Watt

R = e /  S

 : conductivité électrique

R

th

= e /  S

 : conductivité thermique

Q

  Δt

e

S G

G

1

G

2

x

Flux

Gradient : G

1

– G

2

(2)

Additivité des résistances thermiques ?

Les lois sont comparables à celles de l’électricité : en série les résistances s’ajoutent, en parallèle ce sont les inverses des résistances qui s’ajoutent.

Conductivité thermique de quelques matériaux

 en W.m

^-1

.K

^-1

(à 25°C)

Acier 50,2 Fer 79,5

Air 0,025 Laine de verre 0,03 à 0,05

Alumine 40 Fonte 55

Aluminium 237 Granite 1,7 à 4

Argent, pur 420 Grès 1,8 à 2,9

Béton 0,8 à 1,3 Liège 0,05 à 0,07

Bois sec 0,04 à 0,17 Marbre 2 à 3

Brique 0,3 à 1 Neige sèche 0,11

Calcaire 1,26 à 1,33 Or pur 314 à 318

Caoutchouc 0,16 Plastique 0,23 à 1,06

Cuivre pur 386,0 Polystyrène expansé 0,033

Diamant 2500 Sol 0,17 à 1,13

Eau 0,6 Verre 0,80 à 0,93

R

th

= R

th1

+ R

th2

1/R

th

= 1/R

th1

+ 1/R

th2