Qu'est-ce que le calculateur de transfert thermique ?
Cet outil estime la quantité de chaleur qui se transmet par conduction à travers un matériau solide — un mur, une vitre ou une plaque métallique, par exemple — en s'appuyant sur la loi de Fourier en régime permanent. Il fournit à la fois le flux thermique (la puissance, en watts) et l'énergie totale transférée sur une durée donnée (en joules et en kilojoules). C'est un outil de physique universel, valable partout dans le monde.
Comment l'utiliser
Saisissez la conductivité thermique du matériau k (W/m·K), l'aire de la section A (m²) traversée par la chaleur, l'écart de température ΔT (K ou °C) de part et d'autre du matériau, son épaisseur d (m) et la durée t en secondes. Le calcul divise par l'épaisseur : celle-ci doit donc être strictement supérieure à zéro.
La formule expliquée
Le flux thermique vaut \(\dot{Q} = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T}{d}\). En le multipliant par la durée, on obtient l'énergie totale $$Q = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T \cdot t}{d}$$ Une conductivité plus élevée, une surface plus grande ou un écart de température plus important augmentent le flux de chaleur, tandis qu'une épaisseur supérieure le réduit. Notez que ΔT exprimé en kelvins ou en degrés Celsius donne la même valeur numérique, puisqu'il s'agit d'un écart.
Exemple concret
Un mur en laine de verre présente k = 0,04 W/m·K, une aire de 10 m², ΔT = 20 K et une épaisseur de 0,1 m. Le flux vaut $$0{,}04 \times 10 \times 20 / 0{,}1 = 80 \ \text{W}$$ Sur 1 heure (3 600 s), $$Q = 80 \times 3\,600 = 288\,000 \ \text{J} = 288 \ \text{kJ}$$
FAQ
Quelles unités dois-je utiliser ? Les unités du Système international tout au long : W/m·K, m², kelvins, mètres et secondes. Le résultat s'exprime en watts et en joules.
ΔT doit-il être en kelvins ? Un écart de température a la même valeur en kelvins ou en degrés Celsius : les deux conviennent donc pour ΔT.
Est-ce uniquement valable en régime permanent ? Oui — l'outil suppose un ΔT constant et une conduction unidimensionnelle, sans tenir compte de la phase transitoire de montée en température ni de la convection et du rayonnement.
