Chapitre 4 – Rayonnement thermique et effet de serre | Terminale Bac Pro (Grpt 1) | Physique – Thermique | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 2 mai 2026, 18:42
💡 Notions centrales : leçon §1-2 (rayonnement thermique, IR), §4 (caméra thermique). Plus un objet est chaud, plus il rayonne d'énergie infrarouge.
Léa, technicienne en énergétique du bâtiment, fait l'audit d'une maison de 1985 mal isolée. Le client veut rénover mais a un budget limité (15 000 €) : il faut donc identifier les pertes les plus importantes pour traiter en priorité. Léa utilise une caméra thermique professionnelle (FLIR E4) et photographie les façades de la maison par −2 °C extérieur (chauffage à 19 °C intérieur).
Une caméra thermique mesure le rayonnement infrarouge émis par chaque point de la scène. Elle transforme cette mesure en image colorée :
Sur une photo extérieure, plus une zone apparaît chaude (rouge/blanc), plus l'isolation est mauvaise (la chaleur s'échappe vers l'extérieur).
Façade Sud (mur béton, isolation 5 cm laine)
Façade Nord (mur béton, isolation 5 cm laine)
Toiture (combles non isolés)
Plancher bas (sur vide sanitaire)
| Élément | Part des pertes | Coût rénovation typique |
|---|---|---|
| Toiture / combles | 25 à 30 % | 40 à 80 €/m² (laine soufflée) |
| Murs extérieurs | 20 à 25 % | 120 à 250 €/m² (ITE) |
| Fenêtres / portes | 10 à 15 % | 500 à 900 €/fenêtre |
| Plancher bas / vide sanitaire | 7 à 10 % | 40 à 80 €/m² |
| Ponts thermiques + ventilation | 20 à 25 % | variable |
Que mesure une caméra thermique ? Pourquoi voit-on la chaleur en couleurs alors qu'on ne la voit pas à l'œil nu ?
Une caméra thermique mesure le rayonnement infrarouge (IR) émis par chaque objet. Tout objet à une température au-dessus du zéro absolu émet de l'IR ; cette émission est invisible à l'œil nu (l'œil humain ne capte que la lumière visible, longueurs d'onde 0,4 à 0,8 µm).
La caméra capte les longueurs d'onde de 7 à 14 µm (IR thermique) avec un capteur spécialisé, et traduit l'intensité IR en couleurs visibles. C'est une « traduction visuelle » d'un phénomène invisible.
Plus un objet est chaud, plus il rayonne (loi de Stefan-Boltzmann : P ∝ T⁴). La caméra rend la différence visible.
D'après les 4 thermogrammes, classer les éléments du bâtiment du plus déperditif au moins déperditif. Justifier en une phrase pour chaque.
Classement (du pire au meilleur) :
D'après le tableau des pertes typiques (doc 3), si la maison a 100 m² de toiture et 15 fenêtres, calculer un budget approximatif pour :
Total des 3 actions : 38 100 €. Budget client = 15 000 € → on ne peut pas tout faire.
Avec un budget de 15 000 €, quelle combinaison de travaux Léa doit-elle proposer pour maximiser l'économie d'énergie ? Justifier.
Recommandation prioritaire :
Total : 16 500 € — légèrement au-dessus du budget mais éligible aux aides (MaPrimeRénov', éco-PTZ) qui ramènent à ~ 13 000 € net.
L'ITE du mur Nord (21 600 €) est techniquement la priorité physique mais nécessite un budget plus important. À programmer pour la phase 2 (5 ans plus tard).
Action différée : remplacement des fenêtres si encore en simple vitrage. Sinon, préférer l'ITE.
Rédiger en 5–6 lignes le compte-rendu d'audit à remettre au client.
Audit thermique — Maison de 1985 — 2 mai 2026.
L'analyse à la caméra thermique révèle 3 zones critiques par ordre d'importance : (1) la toiture apparaît partout en rouge/blanc à 24-26 °C, signe que les combles ne sont pas isolés ; (2) le pignon Nord présente une grande zone très chaude indiquant une dégradation de l'isolation ou un pont thermique majeur ; (3) toutes les fenêtres ont des cadres rouges (ponts thermiques aux jonctions).
Recommandation phase 1 (budget 15 000 €) : isolation des combles (~ 6 000 €) + remplacement des fenêtres (~ 10 500 €), pour traiter ~ 40 % des pertes. Avec les aides (MaPrimeRénov', éco-PTZ), reste à charge ≈ 13 000 €. Phase 2 à 5 ans : ITE du mur Nord (~ 22 000 €) pour traiter le pignon dégradé. Économie attendue après phase 1 : 30 à 40 % sur la facture de chauffage.