Flux thermique

Le transfert thermique par conduction est décrit par la loi de Fourier à partir de la conductivité thermique ${\displaystyle {\lambda }}$ :

${\displaystyle {\overrightarrow {\varphi }}_{\!\!\mathrm {cond} }=-\lambda \cdot {\overrightarrow {\mathrm {grad} }}\ T}$.

En régime permanent et dans le cas du flux thermique surfacique traversant une surface isotherme d'une paroi plane d'épaisseur ${\displaystyle e}$ soumise à une différence de température ${\displaystyle {\Delta T}}$ :

${\displaystyle \varphi _{\mathrm {cond} }={\frac {\lambda }{e}}\cdot {\Delta T}={\frac {\Delta T}{r_{\mathrm {th\,cond} }}}}$,

où ${\displaystyle r_{\mathrm {th\,cond} }={\frac {e}{\lambda }}}$ est la résistance thermique surfacique de la paroi.

Dans le cas de l'échange thermique par convection entre la surface d'un solide à une température ${\displaystyle T_{p}}$ et un fluide de coefficient de convection thermique ${\displaystyle h}$ à une température ${\displaystyle T_{f}}$, la loi de Newton[6] donne l'expression du flux thermique surfacique :

${\displaystyle \varphi _{\mathrm {conv} }=h\times (T_{p}-T_{f})={\frac {(T_{p}-T_{f})}{r_{\mathrm {th\,conv} }}}}$.

Le vecteur densité de flux est orienté du chaud vers le froid dans la direction normale à la surface d'échange. La résistance thermique surfacique associée est : ${\displaystyle r_{\mathrm {th\,conv} }={\frac {1}{h}}}$.

Selon la loi de Stefan-Boltzmann le flux thermique surfacique rayonné – également nommé exitance énergétique notée ${\displaystyle M}$ – à la surface d'un corps de température ${\displaystyle T}$ peut s'exprimer :

${\displaystyle \varphi _{\mathrm {ray} }=M=\varepsilon \cdot \sigma \cdot T^{4}}$,

où ${\displaystyle \sigma }$ = 5,670 3 × 10⁻⁸ W m⁻² K⁻⁴ est la constante de Stefan-Boltzmann et ${\displaystyle \varepsilon }$ est l'émissivité du matériau.

• Fluxmetres Thermiques, Ed. Techniques Ingénieur (lire en ligne)

• Surface d'échange
• Capteur de flux thermique
• Mesure du flux de chaleur d'isolation thermique
• Flux géothermique