Introduction
Lorsqu'il existe une différence de température entre deux points d'un système, ou lorsque deux systèmes à des températures différentes sont mis en contact, on constate une tendance à l'égalisation des températures. On dit qu'il y a transfert de chaleur. La différence de température joue le rôle de différence de potentiel pour l'échange de chaleur.
Le transfert de chaleur obéit aux principes fondamentaux de la thermodynamique, mais les lois de la thermodynamique ne suffisent pas pour expliquer de quelle manière s'effectue le transfert de chaleur ou pour prévoir la vitesse de ce transfert. Le transfert de chaleur est donc régi par d'autres mécanismes, importants dans différentes branches de l'industrie.
Les problèmes de transferts thermiques se ramènent généralement à l'une ou l'autre des deux formes suivantes :
Rechercher la manière la plus efficace de transmettre une quantité donnée de chaleur entre deux systèmes.
Réduire au minimum les pertes de chaleur à travers une surface.
La résolution de ces problèmes est souvent complexe car le transfert de chaleur peut résulter de trois mécanismes de propagation obéissant à des lois bien différentes et mis en jeu parfois simultanément :
La conduction
La convection
Le rayonnement
On va s'intéresser ici au cas de la conduction dans les solides en régime permanent et en régime transitoire, avec pour objectif de déterminer la quantité de chaleur traversant un solide, ainsi que les températures résultantes.
La conduction dans les solides est couramment rencontrée dans la pratique (calorifugeage de surfaces, transfert de chaleur à travers les tubes des échangeurs, dégagement de chaleur par effet joule dans les conducteurs, fission, etc ...).
Le cours sera divisé en 5 parties:
Des définitions et notations, ainsi que les grandeurs physiques utilisées pour les transferts de chaleur,
La définition de la conduction et de la conductivité thermique,
La mise en équation du bilan thermique,
La conduction dans les solides en régime permanent,
La conduction dans les solides en régime transitoire.
