Chauffage par rayonnement infrarouge

Le chauffage électrique par rayonnement infrarouge est fondé sur le transfert d’énergie par rayonnement entre une source émettrice constituée d’éléments chauffants électriques et un corps à chauffer qui absorbe tout ou partie de cette énergie. C’est donc une application directe des lois du rayonnement thermique.

• La mise en œuvre de ce type de chauffage nécessite toutefois des technologies spécifiques et la conception des fours et équipements thermiques utilisant le rayonnement infrarouge (IR) se différencie souvent fortement de celle des fours à résistances usuels. Aussi, ce mode de chauffage constitue-t-il depuis longtemps un domaine autonome avec des applications industrielles nombreuses et originales.

• L’intérêt du chauffage par rayonnement infrarouge vient essentiellement de son efficacité énergétique élevée qui tient à plusieurs facteurs :

  • il permet un transfert d’énergie d’un corps à un autre sans besoin, à la différence du chauffage par convection, de support intermédiaire et sans absorption sensible de l’énergie émise par le milieu les séparant ;

  • l’énergie rayonnée peut être concentrée, focalisée, guidée et réfléchie de façon analogue à la lumière, ce qui donne une flexibilité et une adaptabilité remarquables ;

  • l’inertie thermique est généralement faible, ce qui supprime les longues périodes de mise en chauffe ou de maintien ;

  • la densité de puissance peut être très importante puisque la différence de température entre la source et le corps à chauffer est souvent élevée, ce qui conduit à des installations compactes et des vitesses de traitement élevées ;

  • le rayonnement pénètre sur une certaine profondeur dans la matière, ce qui améliore l’homogénéité de chauffage et accélère le transfert d’énergie.

  En revanche, les lois du rayonnement thermique montrent qu’il est difficile de traiter avec une excellente homogénéité de température des produits de forme tourmentée, sauf si la conduction et la convection permettent de réduire suffisamment rapidement les hétérogénéités.

• Le rayonnement infrarouge est donc surtout adapté au chauffage de produits qui se présentent sous forme de bandes ou de nappes ou encore sont suffisamment répétitifs par leur forme ou leur taille, pour des applications à des températures relativement basses, généralement inférieures à 700 ^oC. En dépit de cette limitation, les applications industrielles concernées sont très nombreuses (séchage, cuisson, grillage, polymérisation, stérilisation, traitement thermique, etc.), de même que les secteurs d’activité (industries mécaniques, textiles, papetières, alimentaires, des plastiques, des enductions, des matériaux de construction, etc.)

  Cet article est une actualisation du texte rédigé par Maurice ORFEUIL et Danièle RAYMOND et paru en 1986 dans ce traité. Une partie du texte a été conservée.