Pour bien comprendre les enjeux des travaux d’amélioration de l’habitat, il faut d’abord comprendre les phénomènes physiques qui engendrent des pertes (ou des apports) de chaleur.

Avec cet article, je commence une petite série un peu scientifique sur les modes de propagations de la chaleur.

Pourquoi la propagation de la chaleur est-elle importante dans l’habitat ?

La chaleur est importante et même essentielle dans un logement ! En effet, les phénomènes de propagation de chaleur sont présents dans beaucoup de domaines :

Côté passif :

• Isolation : comment la maison se refroidit-elle lorsqu’elle n’est pas bien isolée.
• Fuites d’air : pourquoi les fuites d’air créent une sensation de froid.
• Choix et orientation des fenêtres : comment le soleil peut devenir un atout.

Mais aussi sur les éléments actifs :

• Faut-il mettre des radians ou des convecteurs ?
• Faut-il mettre un chauffe-eau solaire ?
• Où placer ses radiateurs ?

Etc.

Bref, la propagation de la chaleur intervient partout.

Trois modes de propagation de la chaleur

La chaleur se propage de trois manières différentes :

• La conduction
• La convection
• Le rayonnement

Ces trois modes fonctionnent de manière très différente et ont tous leur importance dans votre maison.

La conduction thermique

C’est le mode de propagation le plus connu mais pas forcément le plus important. Le phénomène de conduction intervient essentiellement dans les milieux solides et opaques*

*Un milieu opaque est un élément qui ne laisse pas traverser la lumière. Exemple : du bois, du fer, du béton, mais aussi dans les milieux liquide : du mercure…

Son fonctionnement est simple : lorsqu’un solide est chaud d’un côté et froid de l’autre, la chaleur va avoir tendance à se déplacer vers le froid.

Dans la maison, on retrouve le phénomène de conduction essentiellement dans les murs. En hiver, l’intérieur de la maison est chaud, l’extérieur est froid. La chaleur se propagera dans les murs par conduction de l’intérieur vers l’extérieur.

Plus le mur sera isolé plus ce phénomène sera lent.

La convection thermique

Ce mode de propagation existe surtout dans les milieux fluides (liquides ou gazeux). Dans ce cas, la chaleur va se propager par déplacement de la matière.

Par exemple, lorsqu’une pièce est chaude près du radiateur et froide ailleurs, la température va s’homogénéiser par le déplacement de l’air chaud vers l’air froid.

On se rend bien compte du phénomène lorsqu’on chauffe une casserole d’eau : quand le fond commence à être chaud alors que la surface est encore froide, on voit apparaître des courants dans la casserole.

Dans la maison, ce phénomène est important à deux niveaux :

• Pour les fuites d’air, comme avec un conduit de cheminé ou une fenêtre peu étanche : la chaleur de la maison partira sous forme de courant d’air par ces zones là. Pour s’en convaincre, il suffit de passer sa main devant une fenêtre de mauvaise qualité, on sentira un courant d’air froid.
• Pour les emplacements des chauffages : dans le cas notamment des convecteurs (qui portent bien leur nom), qui chauffent l’air autour d’eux ; la chaleur se propage ensuite dans la pièce par convection. Il faudra donc les placer dans un endroit bien ouvert sur la pièce afin que le brassage de l’air soit le plus important.

Le rayonnement thermique

C’est le mode de propagation le plus difficile à appréhender et d’ailleurs aussi à calculer pour les scientifiques.

Ce phénomène à lieu dans tous les milieux transparents et n’a pas besoin de support pour se propager (par exemple, le rayonnement du soleil travers le vide de l’espace pour venir nous réchauffer).

Le rayonnement est un mode de propagation très efficace. Par exemple un jour de froid sec et ensoleillé, mettez vous au soleil, vous aurez vite très chaud (même s’il gèle !) Maintenant, mettez-vous à l’ombre… brrr on gèle !

Pourquoi est-il important dans notre logement ?

• L’orientation et la taille des fenêtres. Une fenêtre bien grande au sud va permettre de réchauffer considérablement la maison dès que le soleil ne sera pas caché par les nuages.
• Les radiateurs radians : leur fonctionnement est basé sur le rayonnement. Contrairement aux convecteurs, ils ne chauffent pas l’air de la pièce, mais ils envoient du rayonnement qui traverse l’air et chauffe les zones opaques. C’est-à-dire qu’ils chauffent les murs, les meubles et les personnes. Ils permettent donc un confort de vie meilleur pour les habitants avec une température de l’air moindre.
• Pour les panneaux solaires : que ce soit un chauffe-eau ou du photovoltaïque, le rayonnement solaire est l’élément essentiel.

Conclusion

Trois modes de propagation, ce qui implique beaucoup d’usages différents dans votre habitat !

Dans les prochains articles, je reviendrai plus en détails sur chacun de ces trois modes.

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