INERTIE THERMIQUE

inertie thermique

L'inertie thermique désigne l'ensemble des phénomènes de transfert d'énergie calorifique dans une succession de contacts entre corps

Supposons qu'un corps A soit en contact avec un corps B, lui-même en contact avec A (bien sûr) et avec un troisième corps C --à travers une autre interface-- puis C en contact avec B (bien sûr) et un 4° corps D, etc, etc >>> l'inertie thermique est l'étude des quantités d'énergie calorifique échangées entre A,B,C,D....et des durées avec lesquelles s'effectuent chacune des parcelles d'énergies échangées, entre les divers constituants du phénomène

Plusieurs paramètres conditionnent ces transferts énergétiques:

1-la situation du milieu extérieur (c'est le corps A, initial) qui influe sur la répartition des entrées énergétiques, à la fois dans leur type (rayonnement, conduction, convexion), dans leur durée (jour vs nuit) et dans leur importance (ensoleillement, vents...)

2-la structure massique des matériaux (en général cernée par leur masse volumique r')

3-la facilité avec laquelle un corps accepte de faire rentrer chez lui (d'absorber) l'énergie du milieu voisin est représentée par l'effusivité Kz.(ou coefficient d'effusivité) On rencontrera là des corps isolants, dont la fonction est de refuser (ou en pratique, seulement freiner) tout échange

4-la facilité offerte par un corps pour diffuser l'énergie reçue dans ses propres strates profondes est une inertie de transmission dite diffusivité n. Qui devra tenir compte d'une part de l'épaisseur du matériau et par ailleurs de la résistance thermique représentant comme partout, le refus d'un matériauà accepter un changement d'équilibre énergétique en son sein

il faudra aussi tenir compte de l'amortissement (qui peut être ondulatoire) et du déphasage (qui est la durée, dite temps caractéristique,entre la première réception et la dernière restitution

5-la possibilité, pour un corps, de transformer l'énergie reçue sous forme de température: ce qui est défini par sa capacité thermique C

6-la facilité, pour un corps, de stocker pendant un certain temps, l'énergie reçue

7-la facilité, pour un corps, de restituer l'énergie qu'il a antérieurement reçue (en tenant compte des frais de stockage et de gestion interne, que le corps va inévitablement prélever) Il faudra consulter les coefficients de réflectivité, d'absorptivité, de transmissivité, de transferts, etc

 

Application des notions d'inertie aux matériaux de construction

-les bons isolants seront ceux ayant une faible diffusivité

-les bons avaleurs d'énergies sont ceux ayant forte effusivité, forte conductibilité, forte masse volumique, forte capacité thermique massique (l'ex chaleur spécifique) C'est le cas des métaux, (ils nous paraissent froids quand on les touche, car ils nous prennent de la chaleur) puis du verre, puis du béton, pour finir par le bois, la peau

-les bons stockeurs d'énergie sont les isolants et les corps ayant du déphasage (grandes durées entre entrée et sortie)

-les bons transmetteurs d'énergie (sous-entendu transferts sous courte durée) sont ceux ayant forte diffusivité, faible conductivité, faible masse volumique, faible capacité thermique massique (l'ex chaleur spécifique)  C'est le cas des métaux, puis du verre,du béton, du graphite, de l'air, des sols, du papier, du bois...

-les bons restitueurs d'énergie sont ceux ayant mêmes qualités que les bons avaleurs, mais en sens inverse

Une zone à faible conductivité est un pont thermique

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