Ch09 – Ondes EM | 1ère ERA-MA | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 1 juin 2026
Pourquoi voit-on les fenêtres en orange (chaudes) et les murs en bleu (froids) sur une image thermique depuis l'extérieur en hiver ?
Les fenêtres laissent passer la chaleur intérieure (mauvaise isolation thermique du verre, surtout simple vitrage). Les murs bien isolés bloquent cette chaleur → leur face extérieure reste froide (proche de la T° ambiante). L'IR émis par chaque surface dépend de sa T° (loi de Stefan : E ∝ T⁴). La caméra IR mesure cet IR et code en couleurs : rouge/orange = chaud (pertes), bleu = froid (bien isolé).
Tom, certifié RGE-QualiBat thermographie chez « DiagTherm Champagne 51 » à Reims, intervient chez un client qui se plaint de courants d'air. Il utilise sa caméra thermique FLIR E6 pour identifier les défauts d'étanchéité d'une menuiserie ancienne.
| Zone | T° (°C) | Surface (m²) |
|---|---|---|
| Mur courant | 5 | 40 |
| Cadre fenêtre bois | 7 | 0,4 |
| Joints (anciens silicone) | 9 | 0,15 |
| Vitrage centre | 12 | 1,4 |
Calculer la fréquence d'un IR thermique à λ = 10 µm.
f = c / λ = 3 × 10⁸ / (10 × 10⁻⁶) = 3 × 10¹³ Hz = 30 THz.
Inférieur au visible (4 × 10¹⁴), supérieur aux micro-ondes (10⁹-10¹¹). C'est bien dans l'IR.
Pour chaque zone, calculer le flux thermique Φ = h × (T_surf − T_ext) en W/m².
Mur : Φ = 10 × (5 − 5) = 0 W/m² (mur bien isolé).
Cadre : Φ = 10 × (7 − 5) = 20 W/m².
Joints : Φ = 10 × (9 − 5) = 40 W/m².
Vitrage : Φ = 10 × (12 − 5) = 70 W/m².
Puissance perdue P = Φ × S pour chaque zone.
Mur : 0 W.
Cadre : 20 × 0,4 = 8 W.
Joints : 40 × 0,15 = 6 W sur seulement 0,15 m² !
Vitrage : 70 × 1,4 = 98 W.
Total fenêtre : 8 + 6 + 98 = 112 W. Mur = 0. Donc 100 % des pertes sont par la fenêtre.
Sur 5 mois de chauffe (4 320 h), énergie perdue par la fenêtre.
E = 112 × 4 320 / 1000 = 484 kWh/an.
Coût (chauffage gaz 0,12 €/kWh) : ≈ 58 €/an pour cette seule fenêtre. Pour une maison 10 fenêtres : 580 €/an.
Quel est le point le plus problématique sur cette fenêtre ?
Le vitrage central (98 W sur 112 W = 87 % des pertes) car c'est un simple vitrage. Solution : remplacer par double vitrage 4/16/4 argon (Uw 1,1 au lieu de 5,8) → diviser ces pertes par 5.
Mais aussi : les joints (6 W sur 0,15 m²) = 40 W/m², 2× pire que le cadre. Vieux silicone cassé. Remplacement joints faible coût (50 € par fenêtre + 1 h main d'œuvre).
Coût/efficacité 2 solutions : (A) changement vitrage (700 €), (B) remplacement joints (60 €). Économie annuelle ?
(A) Vitrage : réduit pertes de 98 → 20 W → économie 78 W × 4 320 h × 0,12 €/kWh = 40 €/an. ROI 700 / 40 = 17,5 ans. Long.
(B) Joints : réduit pertes de 6 → 2 W → économie 4 W × 4 320 h × 0,12 €/kWh = 2 €/an. ROI 30 ans. Très long.
Conclusion : (A) reste prioritaire malgré ROI long, car gros gain absolu. (B) à faire seulement à l'occasion d'autres travaux.
Une caméra IR est-elle plus utile en hiver ou en été ?
En hiver, et de loin. Pour bien visualiser les ponts thermiques, il faut un grand ΔT entre intérieur et extérieur. En hiver à Reims : 20−5 = 15 °C → caméra IR voit bien les défauts.
En été : ΔT peut être nul (T_ext ≈ T_int = 22 °C) → caméra ne voit rien. Sauf utilisations spécifiques (recherche fuites canalisation chaude, ponts froids climatisation).
Conditions optimales : matin tôt, hiver, ciel couvert, vent < 10 km/h.
Rapport de diagnostic de Tom (4 lignes).
Diagnostic thermique fenêtre — Tom (DiagTherm 51 Reims)
• Fenêtre simple vitrage à remplacer : 98 W de pertes (87 % du total fenêtre).
• Joints silicone à refaire : 6 W. Petit gain mais main d'œuvre faible.
• Priorité 1 : double vitrage 4/16/4 argon (700 €). Économie 40 €/an gaz.
• Bonus MaPrimeRénov + CEE : reste à charge ≈ 200 €. ROI 5 ans avec aides.
Selon la loi de Wien : λ_max = 2 898 / T (en K). Pour T = 290 K (≈ 17 °C, T° ambiante typique de bâtiment) :
λ_max = 2 898 / 290 ≈ 10 µm.
Donc les objets autour de nous (corps humains, murs, fenêtres) émettent un maximum d'IR vers 10 µm. La gamme 7-14 µm couvre la plage utile pour le bâtiment et la médecine.
Pour détecter des moteurs très chauds (200-500 °C), on utilise des caméras 3-5 µm. Pour les étoiles (T > 1000 K) : visible. Adaptation de la gamme selon ce qu'on veut voir.
📚 §3 (Spectre EM) + §5 (Applications) de la leçon Ch09.