10.1. Le phénomène de conduction de la chaleur
10.1.3 Notion de régime permanent et transitoire
Une notion très importante en transfert thermique est celle de régime permanent et
transitoire. Pour expliquer cette notion, reprenons la configuration expérimentale de
la figure 10.1.
Figure 10.3 Évolution de la température aux deux thermomètres au cours du temps
L’acquisition des températures depuis l’instant initial, pour les deux thermomètres,
sur une durée assez longue va conduire à la représentation de la figure 10.3. On devine
alors trois domaines temporels bien distincts. Sur le domaine 1, la température n’évolue
pas et reste identique à la température initiale du barreau. Cela correspond au temps que
met la chaleur pour diffuser de la source chaude jusqu’au thermocouple. Ce temps est
plus important pour le thermocouple 2, qui est situé plus loin de la source de chaleur,
que pour le thermocouple 1. On peut estimer les temps de retard t 1 et t 2 si on connaît
la diffusivité thermique a du matériau. En effet nous savons, d’après l’équation aux
dimensions de la diffusivité, qu’elle correspond au rapport entre le carré d’une distance
et d’un temps. On aura donc en première approximation :
t 1 ∼
l
2
1
a
et t 2 ∼
l
2
2
a
Le domaine temporel 2 correspond à une élévation de la température au cours du
temps. Il définit donc le régime transitoire car les températures dépendent du temps.
Enfin, on observe sur le domaine 3 une valeur constante de la température mesurée
par les deux thermocouples. Cette valeur n’est pas la même étant donné que le thermocouple 2 est localisé plus loin de la source de chaleur que le thermocouple 1 et
donc que la température sera plus faible. Ce domaine correspond au régime permanent
car les températures ne dépendent plus du temps mais seulement de l’espace. On doit
absolument noter que la transition entre régime transitoire et régime permanent est la
même pour tous les points du matériau.
©
Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
207
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 207 — #217
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10.1.3 Notion de régime permanent et transitoire
Une notion très importante en transfert thermique est celle de régime permanent et
transitoire. Pour expliquer cette notion, reprenons la configuration expérimentale de
la figure 10.1.
Figure 10.3 Évolution de la température aux deux thermomètres au cours du temps
L’acquisition des températures depuis l’instant initial, pour les deux thermomètres,
sur une durée assez longue va conduire à la représentation de la figure 10.3. On devine
alors trois domaines temporels bien distincts. Sur le domaine 1, la température n’évolue
pas et reste identique à la température initiale du barreau. Cela correspond au temps que
met la chaleur pour diffuser de la source chaude jusqu’au thermocouple. Ce temps est
plus important pour le thermocouple 2, qui est situé plus loin de la source de chaleur,
que pour le thermocouple 1. On peut estimer les temps de retard t 1 et t 2 si on connaît
la diffusivité thermique a du matériau. En effet nous savons, d’après l’équation aux
dimensions de la diffusivité, qu’elle correspond au rapport entre le carré d’une distance
et d’un temps. On aura donc en première approximation :
t 1 ∼
l
2
1
a
et t 2 ∼
l
2
2
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Le domaine temporel 2 correspond à une élévation de la température au cours du
temps. Il définit donc le régime transitoire car les températures dépendent du temps.
Enfin, on observe sur le domaine 3 une valeur constante de la température mesurée
par les deux thermocouples. Cette valeur n’est pas la même étant donné que le thermocouple 2 est localisé plus loin de la source de chaleur que le thermocouple 1 et
donc que la température sera plus faible. Ce domaine correspond au régime permanent
car les températures ne dépendent plus du temps mais seulement de l’espace. On doit
absolument noter que la transition entre régime transitoire et régime permanent est la
même pour tous les points du matériau.
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Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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