Ingénierie de rayonnement : le transfert thermique par rayonnement

S’il y a une différence de température entre deux objets, l’énergie est transférée de l’objet le plus chaud à l’objet le plus froid. Cela continuera jusqu’à ce que les deux objets soient à la même température. Lorsqu’ils sont à la même température, on dit qu’ils sont en équilibre thermique, et il n’y a plus de transfert global d’énergie entre les deux objets.

L’énergie peut être transférée d’un objet chaud à un objet plus frais avec la:

  • conduction (s’ils se touchent)
  • convection
  • rayonnement

Cela vous parait simple, cependant, pour pouvoir profiter d’un équilibre thermique chez vous, une étude spécifique de la part d’un bureau d’ingénierie de rayonnement est nécessaire.

Qu’est ce que le transfert d’énergie par rayonnement ?

Tous les objets transfèrent de l’énergie à leur environnement par rayonnement infrarouge. Plus un objet est chaud, plus il émet de rayonnement infrarouge.

Le rayonnement est la raison pour laquelle nous sommes réchauffés par le soleil, même s’il est à des millions de kilomètres dans l’espace.

Aucune particule n’est impliquée dans le rayonnement, contrairement à la conduction. Cela signifie que le transfert d’énergie par rayonnement peut fonctionner lorsque les objets ne se touchent pas, même dans l’espace.

Ingénierie de rayonnement ; comprendre le phénomène infrarouge

Lorsque nous pensons à la lumière, nous pouvons imaginer l’éclat du soleil un jour d’été ou la douce lueur d’une ampoule la nuit. Mais la lumière visible, la seule lumière que nos yeux peuvent voir, ne constitue qu’un minuscule ruban de toute la lumière du monde qui nous entoure.

La lumière infrarouge tombe juste à l’extérieur du spectre visible, au-delà du bord de ce que nous pouvons voir comme rouge.

William Herschel a découvert la lumière infrarouge pour la première fois en 1800. Il a divisé la lumière en un arc-en-ciel (appelé spectre) en passant la lumière du soleil à travers un prisme, puis a placé un thermomètre de différentes couleurs dans ce spectre. De façon inattendue, il a constaté que le thermomètre montrait une augmentation de la température, même lorsqu’il était placé dans la zone sombre au-delà du bord de la lumière rouge. Il a émis l’hypothèse qu’il devait y avoir plus de lumière au-delà de la couleur rouge que nous ne pouvions tout simplement pas voir de nos propres yeux. Vous pouvez recréer l’expérience d’Herschel vous-même avec une boîte, un prisme, trois thermomètres et quelques autres fournitures courantes.

La lumière ne s’arrête pas uniquement au visible et aux infrarouges. D’autres types de lumière dont vous avez peut-être entendu parler incluent les rayons gamma, les rayons X, les ultraviolets, les micro-ondes et la radio. Tout dans ce spectre se déplace à la limite de vitesse ultime de l’Univers qui est, bien sûr, la vitesse de la lumière.

La lumière infrarouge qui tombe sur votre peau la fera se réchauffer et vous sentirez la chaleur. D’une certaine manière, cela signifie que votre peau vous permet de «voir» la lumière que votre œil ne peut pas voir! C’est le même principe pour les systèmes de transfert thermique par rayonnement.

Les rayons infrarouges émis par le système thermique rayonnant se propagent dans votre bâtiment, et grâce aux radiations infrarouges qu’ils émettent, les objets qui se trouvent dans la pièce s’adaptent à la température de ces rayons. C’est le principe de l’ingénierie de rayonnement infrarouge.

Ingénierie de rayonnement ; chaleur et lumière, sont ils connectées ?

Puisque nous pensons que la lumière infrarouge est quelque chose qui nous fait sentir chaud, y a-t-il un lien entre la chaleur et la lumière? S’agit-il de la même chose?

Le vrai lien est que tout ce qui est chaud dans l’univers dégage également de la lumière. Cela est vrai pour les étoiles, les planètes, les gens et même l’Univers lui-même!

Chaque objet de l’univers, même un qui est aussi noir qu’un morceau de charbon de bois, dégagera cette lumière. Cependant, l’endroit où cette lumière tombe dans le spectre dépend de la température de l’objet.

Des objets plus froids brillent faiblement à des longueurs d’onde de lumière plus longues, tandis que des objets plus chauds brillent plus somptueusement à des longueurs d’onde plus courtes.

Quelles sont les bases des systèmes thermiques rayonnants ?

L’ingénierie de rayonnement utilisée dans les bâtiments est divisée en deux catégories: électrique et hydraulique. Le chauffage électrique est censé être un type de chaleur supplémentaire, réchauffant les planchers mais pas chauffant toute la maison.

La chaleur rayonnante électrique la plus recommandée, provient de films chauffants installés sous le plancher. Lorsque les tapis sont allumés, les câbles chauffants qui traversent les films chauffent le sol à 30 degrés ou plus.

La chaleur hydraulique est la chaleur fournie par l’eau chaude passant par des tuyaux sous le plancher. La chaleur hydraulique peut être installée dans toute la maison et peut être utilisée comme seule source de chaleur dans la maison.

L’ingénierie de rayonnement, représente-t-elle des dangers ?

Le transfert thermique par rayonnement s’est avéré être une solution de chauffage très sûre pour votre maison. En tant que système «invisible», et contrairement aux radiateurs à chauffage central, ces systèmes n’ont pas de surfaces chaudes ou d’éléments chauffants exposés sur lesquels vous pourriez vous blesser.

Il n’y a également aucun risque de choc électrique avec ces systèmes. Les chauffages rayonnants sont également bénéfiques pour votre bien-être car ils maintiennent l’air plus frais dans l’espace en réduisant la circulation de la poussière ; un problème courant dans les systèmes avec chauffage central.