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  • Comment fonctionne la convection ?

La convection concerne les fluides situés entre un point chaud et un point froid. Qu’est-ce qui provoque une convection et pourquoi ? Il nous faut revenir sur la chaleur et ses effets sur la matière. Chauffer un élément, qu’il soit liquide, solide ou gazeux, provoque une mise en mouvement des particules qui le composent. 

Exemple : Si je chauffe un gaz, soit rien n’empêche son expansion et sa dilatation, soit l’expansion se trouve bloquée, nous obtiendrons alors un gaz sous pression. L’expansion a pour effet la dilatation dont la conséquence est que l’on retrouve moins de particules dans un m3. Même si un gaz nous semble, et c’est juste, très léger, il a un poids, lequel correspond à l’addition des poids de tous les éléments qui le composent. Si dans 1m3 de gaz chaud et donc dilaté, j’ai moins de particules, ce m3 est plus léger. Conformément au principe d’Archimède, il subit une poussée de bas en haut, il monte. 

Que donne ce principe de mouvement au niveau d’un continent ?

L’eau, à cause de l’effet miroir, renvoie une partie du rayonnement et se chauffe lentement. La Terre, elle, absorbe les rayons du soleil et se chauffe plus rapidement. La Terre et l’eau chauffent l’air qui leur est proche. La terre est plus chaude et l’air à son contact l’est donc également et se dilate. Soumis à la poussée d’Archimède, il monte, libérant ainsi un espace que la nature compense avec de l’air plus froid en provenance d’au-dessus des océans. Nous sommes ainsi en présence d’une brise marine. L’air marin, ainsi déplacé vers la Terre, a libéré de l’espace. Il est remplacé par de l’air de haute altitude qui descend car il est plus froid. L’air chaud qui monte rencontre des couches atmosphériques plus froides; à ce contact, il se refroidit et va naturellement migrer. Finalement, nous avons, à des altitudes différentes, deux mouvements d’air de sens opposés. Ces mouvements d’air s’appellent le vent. 

Que provoque ce mouvement d’air ?

Ce mouvement d’air, à l’échelle du bâtiment, est appelé convection. Voyons ce qu’elle provoque avec un exemple. L’hiver, il fait froid, je veux avoir chaud à l’intérieur de mon habitat. J’allume le feu dans mon poêle, il chauffe l’air qui lui est proche, celui-ci va se dilater, devenir plus léger que l’air ambiant, et donc monter. Il va rencontrer les parois extérieures, elles-mêmes plus froides, va se refroidir à leur contact, se recontracter, redevenir plus lourd et redescendre vers le bas de la paroi, revenir vers les poêle pour se chauffer à nouveau et recommencer ce cycle; il s’agit d’une cellule de convection. 

Comment contrer ces mouvements d’air ?

Observons la nature. Le vent est porteur d’intérêt, entre autres pour la force motrice qu’il représente. S’il devient trop fort, il faut s’en protéger. Comment ? Si nous nous trouvons vers une forêt, nous pouvons nous déplacer vers l’intérieur, et petit à petit nous sentirons moins les bourrasques. Avons-nous créé un mur entre le vent et moi ? Non, mais tous les obstacles représentés par les troncs d’arbres et les branches auront considérablement ralenti le vent, à tel point que l’air est devenu stable. 

Dans un bâtiment, que pouvons-nous faire ?

La première tentative afin de contrer ces mouvements d’air, a été l’invention et la création d’une paroi intérieure en brique plâtrée,  montée à quelques centimètres de la paroi extérieure. On parlait faussement de vide d’air, je préfère parler de filet d’air. Cet espace était censé isoler de l’extérieur. Cette cloison devenait très rapidement chaude, ce qui est bien pour son rayonnement. Par contre, sa face orientée vers l’extérieur devenait également chaude. Nous avions donc une face chaude sur le doublage et une paroi froide, le mur extérieur. Entre les deux, une mise en route de convection et de rayonnement. Les calories ont été retenues un certain temps mais ont continué à migrer vers l’extérieur. Il a donc fallu trouver un moyen afin d’empêcher ces fuites derrière le doublage. Cette solution s’est présentée avec la mise en place d’un matelas isolant fibreux. Les fibres suffisent à stabiliser l’air, on dit qu’il devient captif. La convection est ainsi arrêtée dans cet espace de doublage.

J’espère vous avoir aidé à comprendre ce qu’est une convection et comment se prémunir de ses effets non désirés.

Si vous souhaitez en apprendre davantage, je vous invite à visionner ma vidéo  sur ce sujet et à consulter mon ouvrage « Maison écologique, construire ou rénover », édité chez Terre Vivante. Vous pouvez aussi télécharger mon ebook (gratuit) depuis mon blog : “Le confort”

Claude Lefrançois


Après 30 ans dans le bâtiment, ancien charpentier, ancien constructeur, ancien maître d’œuvre, formateur dans le bâtiment, expert en analyse des bâtis anciens avant travaux, auteur de nombreux articles et d’un livre “Maison écologique : construire ou rénover” aux Ed. Terre vivante, auteur de 2 ebooks disponibles sur mon blog, je suis désormais retraité. Je mets mon temps disponible et ma liberté d’expression à votre service : j’observe et j’analyse, au besoin je dénonce ou émet des idées. Bonne lecture.

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