10.4. Le rayonnement thermique
vide
T en
T cp
instant initial
T eq
T eq
après un certain temps
isolation parfaite
Figure 10.6 Mise en évidence du
processus de transfert de chaleur par
rayonnement sur une expérience
pu s’effectuer que par le biais d’un troisième mode : c’est le rayonnement thermique.
Ce transfert thermique repose sur le transport de la chaleur à l’aide d’ondes électromagnétiques. L’exemple le plus évident et le plus important à notre échelle est celui du
soleil. Les photons émis par les soleil sont susceptibles d’être absorbés par les atomes
constitutifs d’un matériau (solide, liquide ou gaz) sur Terre. Cette absorption conduit à
élever leur énergie interne et donc par voie de conséquence à accroître la température
du matériau dans la région où les photons ont été absorbés.
10.4.2 Le spectre électromagnétique
Si le soleil émet préférentiellement dans le domaine visible (VIS) des longueurs d’onde,
il n’en reste pas moins qu’il couvre aussi le domaine de ultraviolets (UV) et des infrarouges (IR). Ceci étant, c’est bien à la longueur d’onde de 0,5 mm que l’on trouve le
plus de photons. Nous verrons plus loin que les corps dont la température est petite
émettent dans l’IR. Ce que l’on doit garder à l’esprit c’est que le rayonnement thermique couvre un domaine de longueur d’onde s’étalant de 0,1 mm (UV) à 100 mm (IR
lointain). Comme on peut le voir sur la figure 10.7, ce domaine reste très petit en regard
du domaine de longueur d’onde rencontré dans la nature : de 10
–5 mm pour les rayons
gamma à 10
4 mm pour les micro-ondes.
10 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13
rayons X
f (sec
-1 )
(m)
ultrasons
Radio
ondes Hertziennes
rayons
rayons cosmiques
UV
VIS
IR
rayonnement thermique
10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 29 21
Figure 10.7 Spectre électromagnétique complet et localisation de la partie contribuant eu
transfert de chaleur
©
Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
215
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 215 — #225
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instant initial
T eq
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après un certain temps
isolation parfaite
Figure 10.6 Mise en évidence du
processus de transfert de chaleur par
rayonnement sur une expérience
pu s’effectuer que par le biais d’un troisième mode : c’est le rayonnement thermique.
Ce transfert thermique repose sur le transport de la chaleur à l’aide d’ondes électromagnétiques. L’exemple le plus évident et le plus important à notre échelle est celui du
soleil. Les photons émis par les soleil sont susceptibles d’être absorbés par les atomes
constitutifs d’un matériau (solide, liquide ou gaz) sur Terre. Cette absorption conduit à
élever leur énergie interne et donc par voie de conséquence à accroître la température
du matériau dans la région où les photons ont été absorbés.
10.4.2 Le spectre électromagnétique
Si le soleil émet préférentiellement dans le domaine visible (VIS) des longueurs d’onde,
il n’en reste pas moins qu’il couvre aussi le domaine de ultraviolets (UV) et des infrarouges (IR). Ceci étant, c’est bien à la longueur d’onde de 0,5 mm que l’on trouve le
plus de photons. Nous verrons plus loin que les corps dont la température est petite
émettent dans l’IR. Ce que l’on doit garder à l’esprit c’est que le rayonnement thermique couvre un domaine de longueur d’onde s’étalant de 0,1 mm (UV) à 100 mm (IR
lointain). Comme on peut le voir sur la figure 10.7, ce domaine reste très petit en regard
du domaine de longueur d’onde rencontré dans la nature : de 10
–5 mm pour les rayons
gamma à 10
4 mm pour les micro-ondes.
10 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13
rayons X
f (sec
-1 )
(m)
ultrasons
Radio
ondes Hertziennes
rayons
rayons cosmiques
UV
VIS
IR
rayonnement thermique
10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 29 21
Figure 10.7 Spectre électromagnétique complet et localisation de la partie contribuant eu
transfert de chaleur
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Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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