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Auteur(s)
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René LELEU : Ingénieur IDN (Institut Industriel du Nord) - Ancien Directeur technique de la Société Kestner - Professeur à l’École Centrale de Lille
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Lire l’articleINTRODUCTION
La conduction est le transfert de chaleur d’une partie d’un corps à une autre partie du même corps sans déplacement appréciable des particules de ce corps. La conduction caractérise également le transfert de chaleur d’un corps à un autre corps en contact physique avec le premier.
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La convection est le transfert de chaleur d’un point à un autre dans un fluide (gaz ou liquide) par déplacement des particules de ce fluide. La convection est naturelle si le mouvement du fluide résulte uniquement des différences de masse volumique causées par les différences de température. La convection est forcée si le mouvement du fluide est provoqué par des moyens mécaniques.
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Le rayonnement est le transfert de chaleur d’un corps à un autre, sans aucun contact entre eux, par le déplacement d’ondes dans l’espace.
Le rayonnement thermique concerne les longueurs d’ondes comprises entre 100 µm et 0,01 µm et va de l’infrarouge à l’ultraviolet en couvrant le visible.
Le rayonnement diélectrique concerne les fréquences hertziennes et les longueurs d’ondes comprises entre 100 m et 0,01 m.
Le chauffage par bombardement électronique concerne les longueurs d’ondes de 10 –11 à 10 –12 m.
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Tous les différents types de transfert de chaleur peuvent se produire simultanément et il est sage de considérer les transferts de chaleur par chacun des modes ci‐dessus, dans tous les cas particuliers.
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- Version courante de déc. 2004 par René LELEU
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3. Rayonnement thermique
3.1 Définition
Dans la transmission de chaleur par rayonnement, le transfert thermique s’effectue par des vibrations électromagnétiques qui se propagent en ligne droite sans aucun support de matière.
Le rayonnement thermique concerne les ondes électromagnétiques dont la longueur d’onde couvre le spectre ultraviolet et le spectre infrarouge (de 0,01 à 100 µm) en passant par le spectre visible (0,38 à 0,76 µm).
Le rayonnement peut être décomposé en radiations monochromatiques qui concernent une longueur d’onde déterminée. Aux températures des applications industrielles, le rayonnement est surtout constitué par de l’infrarouge.
Lorsqu’un flux d’énergie rayonnée rencontre un corps, une partie de l’énergie est absorbée, une partie est réfléchie, une partie continue son trajet après avoir traversé le corps.
Si toute l’énergie incidente est absorbée, le corps est appelé corps noir ou radiateur intégral (NF X 02-206).
Si une partie de l’énergie est absorbée, mais que cette partie est constante quelle que soit la longueur d’onde de l’énergie incidente, on dit que l’on a affaire à un corps gris (dans le cas contraire, à un corps coloré ).
Si la proportion d’énergie absorbée est indépendante de l’angle d’incidence du rayonnement reçu, on dit que le corps est mat (dans le cas contraire, on dit qu’il est poli ).
Si aucune énergie ne traverse le corps, on dit que ce dernier est opaque (le contraire de transparent ).
HAUT DE PAGE3.2 Applications
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Le rayonnement infrarouge est appliqué dans de très nombreux procédés industriels. Son action sur la matière est essentiellement thermique et les applications principales concernent :
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le séchage (papiers, cartons, textiles, etc.) ;
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la cuisson (teintures, apprêts, enductions...) ;
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le chauffage (avant formage de matériaux divers, traitements thermiques, soudage, chauffage de postes de travail...) ;
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les polymérisations (encres, revêtements, emballages...) ;
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la stérilisation (flacons pharmaceutiques, produits alimentaires divers...).
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Rayonnement thermique
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Mac ADAMS (W.H.) - Transmission de la chaleur - . Dunod (1961).
-
(2) - SACADURA (J.F.) - Initiation aux transferts thermiques - . Technique et Documentation (1978).
-
(3) - ROHSENOW (W.M.), HARTNETT (J.P.) - Handbook of heat transfer - . Mc Graw-Hill (1973).
-
(4) - VERON (M.) - Cours de thermique industrielle - . CNAM (1969).
-
(5) - GOSSE (J.) - Guide thermique - . Dunod (1981).
-
(6) - KERN (D.Q.) - Process heat transfer - . Mc Graw-Hill (1950).
-
(7) - MISSENARD (A.) - Conductivité thermique des solides, liquides, gaz et leurs mélanges - ....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Notions de transfert thermique par convection
-
Isolation thermique à température ambiante. Transferts de chaleur
ANNEXES
PRUJA (P.) - Transferts thermiques à l’échelle du micron dans les matériaux à structure hétérogène : caractérisation des interfaces par microphotoréflexion modulée - . Thèse de doctorat Sciences pour l’Ingénieur. Métrologie. Matériaux, Université de Perpignan (2003).
ASLLANAJ (F.) - Étude et analyse numérique des transferts de chaleur couplés par rayonnement et conduction dans les milieux semi-transparents : application aux milieux fibreux - . Thèse de doctorat Mécanique et énergétique, Université Henri Poincaré Nancy 1 (2001).
MOUSQUES (P.) - Modélisation du couplage réactions chimiques-transferts de chaleur en vue du dimensionnement des réacteurs de pyrolyse - . Thèse de doctorat Génie des procédés, Université de Perpignan (2001).
DESCOINS (N.) - Outils de simulation des fours tournants dédiés à la pyrolyse de déchets : modélisation dynamique du couplage transport de la charge-transferts de chaleur-réactions chimiques - . Thèse de doctorat Énergétique et transferts, Institut national polytechnique de Toulouse (2003).
REYNAUD (S.) - Transferts thermiques par convection forcée en mini-canaux - . Thèse de doctorat Mécanique des fluides et transferts, Institut national polytechnique de Grenoble (2003).
DUCAMP (V.) - Transferts thermiques dans un matériau composite carbone résine - . Thèse de doctorat Sciences chimiques. Chimie physique, Université de Bordeaux 1 (2002).
POUTOT (G.) - Étude des transferts thermiques lors de la cristallisation d’un polymère semi-cristallin - . Thèse de doctorat Sciences de l’Ingénieur. Transferts thermiques, énergétique et génie des procédés, Université de Nantes (2002).
MILLISCHER (A.) - Transferts thermiques dans le procédé d’injection...
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