Chapitre 4 – Transferts thermiques | 1ère Bac Pro ERA-MA (Grpt 3) | Physique – Thermique | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 14 août 2026, 16:25
⚠️ Cette activité mobilise des notions qui dépassent le programme de 1re (G3) — toutes les formules nécessaires sont fournies dans la page.
💡 Notions centrales : leçon. Loi de Fourier : Φ = (S × ΔT) / R, R = e / λ.
Marc, menuisier agenceur, propose à son client M. Roux 3 modèles de porte d'entrée pour sa maison rénovée. Le client veut un compromis entre esthétique (le chêne massif est superbe) et performance thermique. Marc chiffre les pertes de chaque option.
| Modèle | Composition | λ (W/m·K) | e | Prix HT |
|---|---|---|---|---|
| ① Chêne massif | chêne plein | 0,18 | 40 mm | 2 200 € |
| ② Sapin alvéolaire | panneau alvéolaire | 0,15 | 40 mm | 650 € |
| ③ Bois + mousse PU | 40 mm bois + 40 mm PU | 0,15 / 0,022 | 80 mm total | 1 800 € |
Calculer la résistance thermique R de chaque porte (R = e/λ).
La porte ③ est 10 fois plus isolante que les deux autres grâce à sa couche de mousse PU.
Calculer le flux thermique Φ perdu par chaque porte (Φ = S × ΔT / R).
Calculer l'énergie perdue annuelle par chaque porte (E = Φ × t, t = 5 000 h).
Calculer le coût annuel du chauffage perdu par chaque porte.
Énergie consommée chaudière (rendement 95 %) :
Calculer l'économie cumulée sur 30 ans (durée de vie d'une porte) entre la porte la plus performante (③) et chacune des autres.
Conclure : quelle porte M. Roux doit-il choisir s'il privilégie le confort thermique ? Et s'il privilégie le coût d'achat ?
Confort thermique : porte ③ (bois + mousse PU) — économie 3 000 à 3 900 € sur 30 ans, vs surcoût 1 150 € à l'achat. Très rentable.
Coût d'achat : porte ② (alvéolaire) — la moins chère mais 8 fois plus de pertes que la ③.
Esthétique chêne (① massif) : peu rationnel thermiquement, sauf si plaqué chêne sur la porte ③ pour combiner aspect + isolation.
Le critère des aides à la rénovation est Ud ≤ 1,7 W/m²·K pour une porte d'entrée (le neuf relève aujourd'hui de la RE2020). On calcule U = 1/(R + 0,17), avec 0,17 m²·K/W de résistances superficielles. Lesquelles des 3 portes respectent ce critère ?
U ≈ 1/(R + 0,17) :
Seule la porte ③ respecte le critère Ud ≤ 1,7 W/m²·K. Pour une rénovation thermique aidée (MaPrimeRénov'), la ③ est obligatoire.
Rédiger en 5 lignes le conseil d'achat de Marc à M. Roux.
Marc Menuiserie — Conseil porte d'entrée · M. Roux — 7 mai 2026
• Recommandation : porte ③ « bois + mousse polyuréthane » (1 800 € HT). U = 0,44 W/m²/K, conforme au critère des aides (Ud ≤ 1,7).
• Performance : 8 fois moins de pertes que les autres modèles. 11 W de pertes vs 100 W, soit 15 €/an d'énergie perdue (vs 120-145 €).
• Économie cumulée 30 ans : 3 000 à 4 000 € vs portes simples.
• Esthétique : placage chêne disponible en option (+ 200 €) pour conserver l'aspect noble du chêne massif.
• Aides : MaPrimeRénov' couvre 30-50 % du coût pour rénovation thermique. Reste à charge ≈ 1 000-1 200 €.
La résistance thermique d'une cloison s'additionne (en série). Ajouter une couche de 100 mm de laine de bois (λ = 0,038) à une cloison de 18 mm bois (λ = 0,15) — calculer R total.
Rbois = 0,018 / 0,15 = 0,12 m²·K/W. Rlaine = 0,100 / 0,038 = 2,63 m²·K/W.
Rtotal = 0,12 + 2,63 = 2,75 m²·K/W.
L'isolant représente 96 % de la résistance totale — l'épaisseur de bois est presque négligeable thermiquement. C'est pourquoi en construction bois, on ajoute toujours une couche d'isolant pour atteindre les performances thermiques requises.
📚 Cette activité s'appuie sur §2 (Conduction) et §7 (Applications) de la leçon Ch04.