Mesure d’un paramètre mettant en jeu un des phénomènes de transfert d’énergie thermique, les trois modes de transfert thermique sont la convection, la conduction et le rayonnement.
Le phénomène de conduction thermique correspond au transport de chaleur qui se produit entre deux corps en contact, ou deux parties d’un même corps, présentant des températures différentes.
Le phénomène de convection thermique correspond au transport de chaleur à l’intérieur d’un fluide à partir d’un solide sous l’effet de mouvements internes. Le coefficient de convection thermique ou coefficient de transfert (ou de transmission) thermique, quantifie le flux d'énergie traversant un milieu, par unité de surface, de volume ou de longueur. Ce paramètre, notamment utilisé pour qualifier les matériaux de construction (paroi, fenêtre, menuiseries), détermine la capacité d’isolation thermique des murs. On définit un coefficient de transmission thermique surfacique dans le cas d’un flux de chaleur à travers une unité de surface en présence d’une différence de température entre intérieur et extérieur, c’est le coefficient U utilisé pour la certification thermique des bâtiments.
Le phénomène de rayonnement correspond à une transmission de la chaleur sous forme d’énergie rayonnée, ce phénomène se produit sans support matériel.
Le transfert thermique à travers un composant dépend de ses conductivités thermiques et des épaisseurs des matériaux qui le constituent. Les capteurs utilisés pour la mesure du flux thermique, qu’il soit par convection, par conduction ou par rayonnement, sont composés de thermocouples connectés en série, ils sont appelés transducteurs de flux thermique ou plaques de flux thermique.
A la base, il s’agit de la mesure d’une température. Un appareil de mesure de la température permet de traduire les phénomènes de température en signaux mesurables. Ces capteurs sont de plusieurs types et leur choix dépendent du type de mesure recherchée (surfacique, volumique, ponctuelle), de la configuration, des conditions ambiantes, de la précision de mesure attendue et, évidemment, de la plage de température :
- méthode par contact :
o sondes à résistance de platine basées sur le principe des variations de résistance électrique des métaux purs, en l’occurrence le platine : signal très linéaire, mais temps de réponse lent, et faible sensibilité ;
o thermistances basées sur le principe des variations de résistance électrique d’un matériau semi-conducteur : signal non linéaire inverse aux variations de température, bonne sensibilité, grande précision, dispositif très compact ;
o thermocouples délivrant une grandeur électrique de sortie, la plupart du temps une tension, lors du réchauffement ou du refroidissement de leurs constituants : les plus utilisés, réponse rapide, peu onéreux, bonne précision ;
