Chauffage

Le transfert de chaleur

Principe naturel

Il faut rappeler le principe qui dit que la nature cherche toujours à équilibrer les températures de deux corps ou de deux milieux qui entrent en contact, ou si vous voulez : la température cherche toujours à être égale partout, c´est-à-dire à atteindre ce qu´on appelle l´équilibre thermique. L'énergie est transférée du chaud vers le froid.

Le transfert de chaleur régit l´inflammation, la combustion et l´extinction de la plupart des feux. Il justifie la théorie des dégagements et sert de base aux principes des écrans protecteurs. Le transfert de chaleur peut s´effectuer de trois manières, soit par :

  • radiation (ou rayonnement)
  • conduction
  • convection

Radiation

  • Un objet chaud par rapport à son environnement émet des radiations sous forme d´ondes électromagnétiques semblable aux ondes lumineuses, aux ondes radio et aux rayons X. Par exemple, nous recevons la chaleur du soleil par radiation, ou lorsqu´on met notre main près d´une flamme la chaleur ressentie est émise par radiation.
  • Lorsque deux corps sont placés l´un en face de l´autre, l´énergie radiante ira du corps le plus chaud vers celui le plus froid jusqu'à ce que les deux aient atteint la même température, ce qu´on appelle l´équilibre thermique.
  • Lorsqu’un poêle à bois brûle du combustible, il émet une chaleur qui réchauffe les objets aux alentours qui reçoivent la radiation. Cela devient dangereux lorsque les surfaces qui reçoivent cette énergie thermique sont immobiles puisqu’elles absorbent et accumulent la chaleur et pourraient dépasser leur point d’ignition et s’enflammer.
  • L´énergie thermique transmise par radiation voyage en ligne droite et dans toutes les directions.
  • Vu leur faible densité, les gaz comme l´air n´absorbent qu´un faible pourcentage de l´énergie thermique émise par rayonnement. En revanche, les solides en absorbent un grand pourcentage et leur température peut augmenter substantiellement, c´est pourquoi il faut protéger les surfaces surexposées. Le cas échéant, ces surfaces se dessèchent et commencent à se décomposer en libérant des gaz combustibles qui pourraient s´enflammer.
  • Les poêles radiants sont des poêles dont les parois émettent beaucoup de chaleur par radiation. L´enveloppe extérieure de ces appareils est très chaude et peut devenir inconfortable pour des personnes situées à proximité, sans compter le risque qu´ils représentent pour les enfants.

Conduction

  • Il y a conduction lorsque deux matières sont en contact direct;
  • Les solides sont de meilleurs conducteurs de chaleur que les gaz. Les meilleurs isolants sont constitués de fines particules ou de fibres peu conductrices de chaleur, où les espaces entre ces particules ou fibres sont remplis d´air.
  • Même si certains matériaux ont une conductivité thermique très basse (c´est-à-dire qu´ils retiennent assez bien la chaleur et font de bons isolants), le transfert de chaleur ne peut pas être complètement stoppé. C´est pourquoi il faut toujours prévoir un espace dégagé ou une autre façon de dispersion de la chaleur par convection, plutôt que se fier uniquement aux matériaux isolants. Lorsque la chaleur est transmise sur une période prolongée, un incendie peut être provoqué même à travers une épaisse couche de béton solide de deux pieds.

Convection

  • Il y a convection lorsque la chaleur est transférée par un fluide en mouvement. Ce fluide peut être un liquide ou un gaz.
  • La source transmet sa chaleur au fluide qui transporte cette chaleur et la transfère à son tour à un objet plus froid se trouvant sur sa trajectoire.
  • Lorsqu´un poêle à bois brûle du combustible, il chauffe l´air environnant qui se met à circuler et à réchauffer les objets et les surfaces aux alentours. Ici l´air sert de fluide.
  • Les poêles à convection sont des poêles dont les parois émettent peu de chaleur par radiation. L´enveloppe extérieure de ces appareils n´est pas en contact avec les parois de la chambre à combustion mais plutôt séparée par un espace d´air. L´air présent entre les deux parois est chauffé et monte pour s´échapper par des ouvertures au-dessus de l´appareil tandis que l´air de remplacement arrive par le dessous, ce qui crée un courant d´air qui peut se propager partout dans la pièce ou la maison. De cette manière, les personnes situées à proximité de l´appareil ne subiront aucun inconfort et les enfants seront beaucoup plus en sécurité.

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