THÈSE DE DOCTORAT EN COTUTELLE - Université Bordeaux 1

Chapitre 3 Les propriétés thermiques du bétonCHAPITRE 3 : LES PROPRIÉTÉS THERMIQUES DUBÉTON« Le rayonnement infrarouge émis par un corps contient un certain nombre d’informationscaractéristiques de la nature de ce corps, de son histoire récente et de son agencement. La saisiede ces informations par un système d’acquisition adapté et un traitement approprié permetd’atteindre et de contrôler certains paramètres difficilement ou non directement mesurables »(Gaussorgues 1999).Au travers de ce chapitre, nous analyserons les propriétés thermiques du béton, enexpliquant successivement les différents mécanismes de transmission de la chaleur mis en jeu, lesparamètres thermiques mesurables (conductivité, diffusivité, effusivité et chaleur massique) ainsique les différentes méthodes de mesure de ces paramètres. La caractérisation thermique d'unmatériau conducteur implique classiquement la détermination de deux paramètres. Il peut s'agirsoit de la conductivité et de la chaleur massique, soit de la diffusivité et de l'effusivité.Enfin, nous nous attarderons plus spécifiquement sur la thermographie infrarouge passive,à ses avantages, à ses limites et à ses applications dans le cadre du diagnostic des ouvrages enbéton, en utilisant une caméra infrarouge (voir également annexe 2).3.1 LES MÉCANISMES DE TRANSMISSION DE LA CHALEURUn système thermodynamique naturel ou artificiel est le lieu d’écoulements thermiques desrégions chaudes vers les régions froides dès qu’il y a un déséquilibre thermique entre deux de cespoints (Carslaw et al. 1959). On distingue alors trois modes d’écoulement de la chaleur : parconduction, par convection et par rayonnement. Chaque mode est régi par des lois différentesbien spécifiques.3.1.1. NOTION DE TEMPÉRATURE ET DE FLUX THERMIQUELa température d’un corps est une grandeur caractéristique de son niveau énergétique. Ellecorrespond à l’énergie d’agitation des molécules. Les transferts d’énergie sont déterminés à partirde l’évolution dans l’espace et dans le temps de la température.Si l’on réunit tous les points de l’espace qui ont la même température, on obtient unesurface dite isotherme. La variation de température par unité de longueur est maximale le long dela normale à cette surface isotherme. On caractérise cette variation par le gradient de température.Sous l’influence de ce gradient, la chaleur s’écoule des régions chaudes vers les régions froides. Laquantité de chaleur alors transmise par unité de temps sur la surface est appelée le flux de chaleur.43