🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer

C1 — Comparer expérimentalement la conductivité thermique de matériaux
C2 — Déterminer la conductance thermique d'une plaque homogène : \(G = \dfrac{\lambda \cdot S}{e}\), en W/K
C3 — Déterminer la puissance thermique traversant une plaque : \(P = G \cdot \Delta T\)
C4 — Relier puissance et énergie transférée (réinvestissement du chapitre 1)

Fiche résumé — Minimiser les transferts thermiques

Chapitre 5 | 1ère Bac Pro ERA-MA (Grpt 3) | Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

1. Conductivité thermique \(\lambda\) (C1)

Caractérise l'aptitude d'un matériau à conduire l'énergie. Unité : W/(m·K). Pour la comparer : plaques de mêmes dimensions, mêmes températures de faces, puissance mesurée en régime permanent.

\(\lambda\) petit → bon isolant
\(\lambda\) grand → bon conducteur

Mousse polyuréthane	0,022
Laine de verre	0,032
Polystyrène	0,035
Bois résineux	0,12
Béton	1,7

2. Conductance thermique G (C2)

Puissance qui traverse une plaque plane pour 1 K d'écart entre ses faces.

\(G = \dfrac{\lambda \cdot S}{e}\) (en W/K)

\(\lambda\) : conductivité en W/(m·K)
\(S\) : surface en m²
\(e\) : épaisseur en mètres

Piège : Toujours convertir l'épaisseur en mètres (10 cm = 0,10 m).

3. Puissance thermique P (C3)

Puissance (en watts) qui traverse la plaque, proportionnelle à l'écart de température entre ses faces.

\(P = G \cdot (T_1 - T_2)\) (en W, \(T_1\) face chaude)

\(P = \dfrac{\lambda \cdot S}{e} \cdot (T_1 - T_2)\)

Piège (C4) : \(P\) est en watts (puissance), pas en joules (énergie). Pour l'énergie transférée : \(E = P \times t\).

4. Influence des paramètres

Si on augmente...	G	Isolation
\(\lambda\) (conductivité)	↑	↓
\(S\) (surface)	↑	↓
\(e\) (épaisseur)	↓	↑

Retenir : Pour bien isoler, choisir un \(\lambda\) faible et une épaisseur \(e\) grande.

5. Résistance thermique R (pour aller plus loin, hors programme)

Inverse de la conductance : plus R est grand, meilleure est l'isolation.

\(R = \dfrac{1}{G} = \dfrac{e}{\lambda \cdot S}\) (en K/W)

Parois superposées :

\(R_{\text{total}} = R_1 + R_2 + R_3 + \ldots\)

Piège : Ne pas confondre conductance G (W/K) et résistance R (K/W) : ce sont des inverses.

6. Les premiers centimètres comptent le plus

Le gain d'isolation est décroissant avec l'épaisseur :

Passer de 0 à 6 cm d'isolant : gain majeur
Passer de 6 à 12 cm : gain encore important
Au-delà de 14 cm : gain de plus en plus faible

Astuce : Ne pas confondre conductivité \(\lambda\) (propriété du matériau) et conductance G (propriété de la paroi : dépend aussi de S et e).

Résumé express — Méthode type

1	Repérer \(\lambda\), \(S\), \(e\) et les températures des faces \(T_1\), \(T_2\)
2	Convertir \(e\) en mètres et \(S\) en m²
3	Calculer la conductance : \(G = \dfrac{\lambda \cdot S}{e}\)
4	Calculer la puissance thermique : \(P = G \times (T_1 - T_2)\)
5	Si besoin, calculer l'énergie perdue : \(E = P \times t\) (puis le coût)