Présentation
INTRODUCTION
Avant de choisir le mode de chauffage pour son habitation, de comparer les solutions existantes, offrons-nous une petite digression en débutant par une approche un peu plus large et dans un premier temps moins technique. Le chauffage est avant tout une nécessité physiologique, car notre corps doit se maintenir à une température constante. Cet état est possible grâce à la production d’une chaleur interne et à des processus d’échanges avec le milieu ambiant. Au final, nous en percevons une sensation ou non de confort, une notion dont la part de subjectivité est évidente.
Pour dresser le bilan thermique d’un organisme, il faut prendre en compte les échanges physiques par conduction avec les matériaux, par rayonnement avec l’air, et par convection avec les surfaces. Ensuite, les phénomènes de respiration, perspiration et transpiration, et bien sûr le métabolisme, sont des flux produits par le corps en interne, conduisant à des pertes d’énergie. Tous les éléments des équations thermiques, ceux liés à la personne et ceux liés à l’environnement, se quantifient, voire se mesurent, et permettent ainsi d’appréhender plus concrètement la notion de chauffage dans l’habitat.
Les échanges thermiques dans une construction dépendent des températures extérieures, qui sont fonction de la période de l’année, de la zone climatique, mais également de l’exposition des façades. Divisé, central, mixte, urbain, utilisant eau chaude sous basse pression, électricité ou fluide caloporteur, chaque type de chauffage possède avantages et inconvénients, ce qui les rend parfois difficiles à départager.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de juin 2023 par André BERGNER
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LocalisationRayonnement électromagnétique
La chaleur peut voyager dans le vide, portée par une onde électromagnétique. On connaît le rayonnement du soleil et sa lumière voyage jusqu’à la terre en un peu plus de huit minutes.
Tout corps chauffé émet un rayonnement électromagnétique : les couches extérieures du soleil ont une température de 5 870 K et émettent un rayonnement dont l’étendue spectrale correspond essentiellement à la partie visible du spectre électromagnétique. Le filament chauffé d’une lampe à incandescence émet également une assez forte lumière visible. Tout objet chaud dans une pièce froide émet plus de lumière qu’il n’en reçoit de l’extérieur et se refroidit progressivement. Dans une pièce où tous les objets sont en équilibre thermique, chacun émet exactement l’énergie qu’il reçoit des autres.
Convection
La convection est le mouvement d’un fluide dû à la variation de température et le mode de transport d’énergie dans lequel la chaleur est entraînée par un fluide en mouvement. On distingue :- la convection naturelle : le fluide est mis en mouvement par la poussée d’Archimède due à la variation de densité liée à l’échauffement. La convection naturelle transfère la chaleur d’un corps chaud à température t l à un corps froid à température t 2 . Au contact du corps chaud, le fluide en contact avec le corps (air, eau, etc.) se réchauffe et se dilate, ce qui entraîne un accroissement, un agrandissement du volume de fluide environnant déplacé (poussée d’Archimède). Un mouvement de montée du fluide au-dessus de la source chaude amorce la circulation du fluide. Le fluide chaud est transporté jusqu’au corps froid et lui communique une partie de son énergie thermique. Un transport de chaleur s’établit ainsi entre la source chaude et l’objet froid ;
- la convection forcée : le fluide est mis en mouvement par des forces extérieures. Un dispositif mécanique force le mouvement de circulation du fluide. La chaleur qui s’échange entre objets à températures différentes peut se transmettre par simple contact matériel.
Conduction
Lorsque deux...
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Échanges thermiques
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