THÈSE DE DOCTORAT EN COTUTELLE - Université Bordeaux 1

Chapitre 3 Les propriétés thermiques du béton3.1.3. LA CONVECTION3.1.3.1. DÉFINITIONLa convection thermique représente le phénomène de transfert de la chaleur d’un point àun autre par mouvement d’ensemble de ses molécules. Ce mode de transmission, contrairement àla conduction, implique le déplacement d’un fluide (liquide ou gazeux). Elle intervient notammentdans le cas des échanges thermiques au voisinage d’une surface.On distingue la convection libre de la convection forcée. Dans les fluides, l’existence d’unchamp de température non uniforme modifie localement la masse volumique de ces fluides etentraîne, dans un champ de forces volumiques (pesanteur), des mouvements de convection libres(le fluide chaud tend à monter). Si le fluide caloporteur est entraîné artificiellement par une sourceextérieure (pompe, ventilateur, cheminée...), le flux de chaleur dit de convection forcée augmenteavec la vitesse de ce fluide.Des courants de convection naturelle naissent. Ainsi, il est pratiquement impossibled’assister à de la conduction pure dans un fluide dès que la moindre différence de températureexiste.3.1.3.2. LOI DE NEWTONLa convection thermique fait appel à de nombreuses lois dynamiques, dont la loi deNewton. C’est une relation simple qui permet d’exprimer le phénomène global de la convection(De Vriendt 1982) :( T − )q = h.A.sT∞q = le flux de chaleur traversant le plan d’abscisse x (en W),h = le coefficient de surface ou conductance spécifique du film ou coefficient deconvection ou (en W.m -2 .K -1 ),A = la surface normale à la direction du flux thermique (en m 2 ),T s = la température de la surface considérée (en K),T ∞ = la température du fluide loin de la surface (en K).Le coefficient de surface « h » varie de point en point de la surface. Il dépend descaractéristiques géométriques de la surface, de la géométrie du système, de la vitesse vectorielle duflux, de ses propriétés physiques et dans certains cas de la différence de température entre lasurface et la température loin de celle-ci.3.1.4. LE RAYONNEMENT3.1.4.1. DÉFINITIONTout corps (même dans le vide) dont la température est supérieure au zéro absolu (soit-273,15°C) émet en permanence un rayonnement électromagnétique et gagne de l’énergie parabsorption du rayonnement ambiant. Le processus d’émission est lié à l’agitation moléculaireinterne de la matière. Ce mode de transmission de la chaleur a été mis en évidence par WilliamHerschel en 1800.45