Autres modes de transfert de chaleur
Comprendre les différentes formes d'énergie électromagnétique provenant du Soleil est essentiel, mais il est tout aussi important de connaître les mécanismes du transfert de chaleur. Celui-ci peut s'effectuer de trois manières : par rayonnement (déjà traité dans les blogs précédents), par conduction et par convection.
La conduction
La conduction est un mode de transfert de chaleur qui se produit au sein d’un même objet ou entre deux objets en contact direct. Elle s’effectue point par point, et peut avoir lieu dans les solides, les liquides ou les gaz immobiles.
Prenons l'exemple d'une tasse de café chauffée au micro-ondes, où le réchauffement du liquide s’opère grâce au rayonnement des micro-ondes. La chaleur est ensuite transmise par conduction à la tasse elle-même, puis à la surface sur laquelle elle repose. Ce même phénomène permet également de chauffer l'air situé juste autour de la tasse et peut être ressenti en approchant ses mains, même sans contact direct.
La convection
La convection désigne le transfert de chaleur dans un liquide ou un gaz provoqué par le déplacement du fluide lui-même. Ce déplacement peut être soit naturel, soit provoqué par une force extérieure.
Convection naturelle
Reprenons l’exemple d’une tasse de café dans une pièce plus froide. L’air situé autour de la tasse se réchauffe par conduction, devient plus léger et monte, laissant place à de l’air plus frais qui, à son tour, se réchauffe. Ce cycle de réchauffement et de déplacement de l’air constitue la convection naturelle, un processus de transfert thermique dû au mouvement spontané de l’air.
Convection forcée
Lorsqu’un élément extérieur intervient pour accélérer le déplacement du fluide, on parle de convection forcée. Par exemple, souffler sur la surface du café accélère l’évacuation de la chaleur, illustrant ainsi ce type de convection.
Équilibre thermique
La chaleur se déplace toujours d'une zone chaude vers une zone plus froide. Lorsque cette circulation d’énergie cesse entre deux objets ou milieux, on parle d’équilibre thermique. Par exemple, une tasse de café cesse de perdre de la chaleur une fois que sa température s’égale à celle de la pièce.
Cependant, dans un système fermé où une source d’énergie continue d’être apportée, le transfert de chaleur peut évoluer. Si l’on place un pot d’eau fraîche au soleil, celui-ci absorbe l’énergie solaire. Tant que la température de l’environnement extérieur et les surfaces de contact sont plus chaudes que le pot et son contenu, la chaleur — transmise par rayonnement, conduction et convection — se dirige vers le pot et l’air autour de lui.
Selon le guide du contrôle solaire avancé