À quoi sert ce calculateur
Cet outil applique la loi de Fourier sur la conduction thermique pour déterminer la vitesse à laquelle la chaleur traverse une couche solide : un mur, une vitre, un panneau isolant ou le calorifugeage d'une canalisation. Il fournit à la fois le débit de chaleur total (en watts) et la densité de flux thermique (watts par mètre carré). Cette physique est universelle et s'applique partout, quel que soit le pays.
Comment l'utiliser
Indiquez la conductivité thermique du matériau k (W/m·K), la surface de la section A (m²) perpendiculaire au flux de chaleur, l'épaisseur de la couche d (m), ainsi que les températures des faces chaude et froide. Comme seule la différence compte, vous pouvez saisir les deux températures en °C ou en K : le résultat reste identique.
La formule expliquée
En régime permanent, la conduction suit la relation $$\frac{Q}{t} = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T}{d}$$ où \(\Delta T = T_{\text{chaude}} - T_{\text{froide}}\). Une conductivité plus élevée, une surface plus grande ou un écart de température plus important augmentent tous le flux de chaleur, tandis qu'une couche plus épaisse le réduit. La densité de flux \(q = \frac{k \cdot \Delta T}{d}\) correspond simplement au flux par unité de surface.
Exemple concret
Prenons un panneau isolant de 10 m², épais de 0,1 m, avec \(k = 0{,}04\) W/m·K, une face chaude à 20 °C et une face froide à 0 °C. \(\Delta T = 20\). Le débit de chaleur vaut $$\frac{0{,}04 \times 10 \times 20}{0{,}1} = \mathbf{80\ \text{W}}$$ et la densité de flux $$\frac{0{,}04 \times 20}{0{,}1} = \mathbf{8\ \text{W/m}^2}$$
FAQ
Est-ce que ça change quelque chose d'utiliser les °C ou les K ? Non. La loi repose sur une différence de température, et une variation de 1 °C équivaut à une variation de 1 K : le résultat est donc le même.
Qu'est-ce que la conductivité thermique k ? C'est une propriété du matériau qui exprime sa facilité à conduire la chaleur. Le cuivre ≈ 400 W/m·K, le verre ≈ 1, la laine de verre ≈ 0,04.
Cela vaut-il uniquement pour le régime permanent ? Oui : ce modèle décrit la conduction en régime permanent, avec des propriétés constantes et sans production de chaleur interne.
