L'énergie solaire pour le chauffage

L’énergie solaire n’échappe pas aux lois des échanges thermiques classiques qui sont la conduction, la convection, et le rayonnement.

Suivant qu’il soit opaque ou transparent, un matériau n’opposera pas à un rayonnement donné les mêmes propriétés d’absorption et d’émission, ces deux caractéristiques restant néanmoins étroitement liées. L’absorption étant un phénomène qui a lieu dans la masse, il sera fonction de l’épaisseur traversée. À l’opposé, un matériau émet un rayonnement en puisant sur son stock interne d’énergie, ce qui entraîne une diminution de sa température.

Ainsi, le comportement d’un matériau opaque est déterminé par son coefficient d’absorption moyen et par son émissivité moyenne aux températures usuelles. Ces paramètres qualifieront sa surface de sélective, bon réflecteur, froide ou proche du corps noir. Par contre, un matériau transparent est caractérisé par son coefficient de transmission, fonction bien sûr de la longueur d’onde mais aussi de l’incidence du rayonnement.

La conduction est un mode de transfert de proche en proche dans un solide ou un liquide non en mouvement. Ce phénomène est gouverné par la distribution des températures au sein du solide, par le flux de chaleur et la valeur de la conductivité thermique du matériau concerné. En réalité, les conditions aux limites imposent d’autres règles qui ne simplifient pas l’approche.