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Fiche résumé — Les trois modes de transfert thermique

Chapitre 4 | 1ère Bac Pro ERA-MA (Grpt 3) | Physique-Chimie

1. Conduction

Transfert de chaleur dans les solides, de proche en proche, sans déplacement de matière.

  • Les métaux sont de bons conducteurs (cuivre, aluminium)
  • Le bois, la laine de verre et le polystyrène sont des isolants
Exemple : Une poignée de porte en métal semble froide en hiver car elle conduit la chaleur de la main.

2. Convection

Transfert de chaleur dans les fluides (air, eau) par déplacement de matière. L'air chaud monte, l'air froid descend.

  • Naturelle : mouvement causé par la différence de densité
  • Forcée : mouvement provoqué par un ventilateur, une pompe (VMC)
Exemple : Un radiateur chauffe l'air qui monte au plafond, l'air froid redescend le long des murs.

3. Rayonnement

Transfert de chaleur par ondes électromagnétiques (infrarouge). Aucun support matériel nécessaire : peut traverser le vide.

  • Surfaces sombres/mates : absorbent et émettent davantage
  • Surfaces réfléchissantes : renvoient le rayonnement
Exemple : Le Soleil chauffe la Terre par rayonnement, à travers le vide de l'espace.

4. Conductivité thermique \(\lambda\)

Plus \(\lambda\) est faible → meilleur isolant
Plus \(\lambda\) est grand → meilleur conducteur
Laine de verre0,032
Bois (résineux)0,12
Béton1,7
Aluminium237

Unité : W/(m.K)

5. Sens du transfert

Chaud → Froid (toujours, spontanément)

Le transfert s'arrête quand les deux corps atteignent la même température (équilibre thermique).

Piège : Pour forcer un transfert du froid vers le chaud, il faut fournir de l'énergie (pompe à chaleur, réfrigérateur).

6. Application : le double vitrage

Son efficacité repose sur les trois modes :

  • Conduction : la lame d'air (\(\lambda = 0{,}025\)) freine le transfert
  • Convection : espace trop mince pour la circulation d'air
  • Rayonnement : couche Low-E qui renvoie les infrarouges
Retenir : Un matériau « froid au toucher » n'est pas plus froid : il conduit mieux la chaleur de votre main.

Comparaison des trois modes

Conduction Convection Rayonnement
Support Solide Fluide (air, eau) Aucun (vide possible)
Matière se déplace ? Non Oui Non
Comment le limiter Isolant Supprimer la circulation Surface réfléchissante