THÈSE DE DOCTORAT EN COTUTELLE - Université Bordeaux 1

Chapitre 3 Les propriétés thermiques du bétonq = σ. A.Tq = le flux de chaleur radiante émis par une surface idéale, dite noire (en W),σ = la constante universelle de Boltzmann (= 5,666977.10 -8 W.m -2 .K -4 ),A = l’aire de la surface (en m 2 ),T = la température absolue de la surface (en K).3.1.4.5. LES CORPS COMMUNSLes objets communs n’absorbent pas toute l’énergie incidente, on ne parle plus de corpsnoirs. On parle de corps gris dont le pouvoir absorbant est indépendant de la longueur d’onde durayonnement qu’il reçoit. L’énergie incidente d’un corps commun peut alors être :• une partie absorbée A, transformée en énergie calorifique ;4• une partie réfléchie R : une fraction de l’énergie incidente est renvoyée dans unedirection bien déterminée (énergie spéculaire) ou dans toutes les directions (énergiediffuse) ;• une partie transmise T : cette fraction de l’énergie pénètre dans le matériau engardant sa forme d’énergie radiative et en suivant les lois de la réfraction. Après avoirtraversé le milieu, ce flux subit à nouveau des réflexions à l’interface.Chacune de ces fractions d’énergie est fonction de la longueur d’onde, de l’état de surface,de la température de l’objet étudié et de l’angle d’incidence. D’après les lois de la conservation del’énergie, on a :A + R + T = 1Or, l’énergie restituée au milieu extérieur doit être égale à l’énergie reçue par le corps (loi deKirchoff). On introduit alors le terme d’émissivité spectrale ε qui représente cette énergierestituée et qui est égale à l’énergie absorbée. On a donc en remplaçant A par ε :ε + R + T = 1Des valeurs particulières sont remarquables pour certains objets :• pour un corps gris, l'émissivité est constante quelle que soit la longueur d’onde ;• pour un corps noir, l'émissivité est maximale (ε = 1) quelle que soit la longueurd’onde et la direction (on parle de corps lambertien) ;• pour un corps opaque, la partie transmise T est nulle lorsque son environnementémet une luminance (5) isotrope, c'est-à-dire que la température d'environnement estuniforme. On obtient donc : ε + R= 1 ;• pour un corps brillant, la partie réfléchie est voisine de 1 et l’émissivité est proche dezéro (ε ≈ 1).On assimilera le béton à un corps gris dans la bande spectrale utilisée. Dans ce cas, la loifondamentale de Stefan-Boltzmann s’écrit :5 Quotient de l'exitance (quotient du flux quittant une surface par l'aire de cette surface, exprimée en W.m -2 )quittant une surface par un angle solide autour d'une direction donnée (en W.m -2 .stéradian -1 ). La luminance estune grandeur directionnelle, qui dépend de l’état de surface de la source, de sa nature chimique, de l’angle quefait la direction envisagée avec la normale et de la température de la source (De Vriendt 1984).47