L'isolation thermique

  La chaleur est produite par une vibration d’atomes. Lorsqu’un atome est totalement immobile, on dit qu’il est au zéro absolu soit 0K (Kelvin) autrement dit 273°c. Plus l’atome vibre, plus il devient chaud, donc il produit de la chaleur.

Mais pour qu’un atome vibre, il faut qu’il reçoive de l’énergie de diverses façons :

• par frottement (des mains par exemple),

• en le bousculant par les électrons d’un courant électrique (radiateur, ampoule…),

• en lui faisant absorber des rayonnements électromagnétiques (avec le soleil puisque possible qu’avec des rayons infrarouges),

• en cassant le noyau grâce à la fission des atomes,

• ou en fusionnant deux noyaux d’atomes en un seul.

La quantité d’énergie à fournir pour chauffer la matière d’un degré est déterminée par une constante appelée capacité calorifique, notée c et exprimée en J/kg.K 

Les paramètres des formules sont exprimés dans les unités suivantes :

W : Watt : flux d'énergie fournie par une source, ou traversant un matériau

Ws : Watt.seconde: Quantité d'énergie. on multiplie des watts par des secondes.

J: Joule : Quantité d'énergie (unité plus utilisée par les physiciens). 1 joule= 1 Ws

KWh : kiloWatt.heure: quantité d'énergie. 1kWh = 1 000 Wh = 3 600 000 Ws . Par exemple si vous allumez un radiateur de 500w  pendant une demi-heure, EDF va vous facturer 500 x 0,5 = 250 Wh= 0,25 kWh Donc si on considère un prix de l'électricité de 0,1€/kWh (tarif de base approximatif en 2004, la vraie valeur est 0,1057...), cela vous coûtera 0.025 euros.

°K: Degré Kelvin.

K: différence de température entre deux points (calculée en °C ou °K, c'est équivalent)

Les constantes

Conductivité thermique λ: capacité d'un matériau donné a transmettre la chaleur par conduction, exprimée en W/m.K

Capacité calorifique c: quantité d'énergie qu'il faut fournir à un matériau pour élever sa température, exprimée en J/kg.K

Densité: poids d'un certain volume de matériaux, exprimé en kg/m³

Résistances thermiques superficielles: Lorsque l'on cherche à évaluer la perte thermique d'un mur, il faut évaluer comment l'air de la pièce transmet sa chaleur à la surface du mur, et comment l'air extérieur prélève la chaleur de la surface externe du mur. Tout ceci dépend naturellement de la vitesse de l'air qui lèche le mur. Je ne sais pas comment ont été évaluées les valeurs ci-dessous, mais on verra que ces valeurs ont peu d'influence lorsque la résistance thermique d'un mur est suffisante.

· r_i, résistance thermique interne : r_i  = 0,11 m². K. W^-1.

· r_e, résistance thermique externe r_e = 0,06 m². K. W^-1.

Les formules

Résistance thermique R

Soit une épaisseur e d'un matériau de conductivité thermique λ
(note: e doit être exprimé en mètres)

R=e/ λ