On ne s’intéresse ici qu’à notre cas d’étude, c’st à dire à des parois planes de type paroi de bâtiments dans le cadre du régime permanent (pas d’accumulation d’énergie).

1. Loi de FOURRIER.

La loi de FOURRIER permet de relier la valeur du flux de chaleur par conduction traversant un matériau à toutes ses caractéristiques.

Rappel :

La valeur du flux de chaleur par conduction à travers une paroi est plus grande si :

• La surface d’échange est importante.
• L’écart de température de part et d’autre de la paroi est grand.
• La nature du matériau est favorable au transfert de chaleur.
• L’épaisseur de la paroi est faible.

Relation

Avec :

• : Flux de chaleur cédé par conduction [W]
• : Surface d’échange en [m2]
• : Ecart de température entre les points 1 et 2 [°C] ou [K]
• : Epaisseur de la paroi [m]
• : Coefficient de conductivité thermique du matériau [W.m-1.K-1]

2. Coefficient de conductivité thermique.

Définition :

Le coefficient de conductivité thermique est une caractéristique physique du matériau qui exprime la capacité d’un corps à conduire la chaleur.

Il est noté λ et son unité est le [W.m-1.K-1]

Remarque :

• En toute rigueur, le coefficient de conductivité thermique d’un matériau varie en fonction de plusieurs paramètres tels que la température ou l’humidité. Cependant, cette variation étant faible dans le cadre de nos applications (paroi d’un bâtiment), on le considèrera constant.

• La densité du flux de chaleur par conduction peut être exprimée de la manière suivante :

Exemple de valeur de λ pour différents matériaux

3. Résistance thermique.

Définition :

La résistance thermique d’un matériau exprime la capacité du matériau à s’opposer au flux de chaleur qui le traverse.

Elle est notée Rcd son unité est [m2.K.W-1]

La résistance thermique pour la conduction est alors équivalente à :

Nous pouvons faire une analogie entre les résistances électriques et les résistances thermiques et le mur peut être schématisé par une résistance.

Exemple :

4. Coefficient de transmission thermique surfacique.

Bien souvent, la paroi est caractérisée non pas par sa faculté à s’opposer au flux de chaleur mais bien au contraire par son aptitude à laisser passer la chaleur.

En d’autre terme, le coefficient de transmission thermique surfacique est l’inverse de la résistance thermique.

Ce coefficient est noté U son unité est le [W.m-2.K-1] et        

Expression du flux de chaleur :

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