On en parle souvent mais de quoi s’agit -il ? Comment fonctionne le rayonnement thermique ? Quelles influences a-t-il sur nos habitats et sur notre confort ? Comment s’en défendre ou l’exploiter ? Dans cet article, je vais m’efforcer de répondre à ces questions restant souvent sans réponse.

Comment fonctionne le rayonnement ?

Tout ce qui est chaud, c’est-à-dire ce qui est au-dessus du 0° absolu, soit -273°C, émet un rayonnement électromagnétique. Autant dire que dans la vie courante, tout est chaud, donc tout émet un rayonnement, que l’on qualifie également de rayonnement lumineux.

Tout corps chauffé accumule de l’énergie et, plus il est chaud, plus il émet un rayonnement important. Ceci se concrétise par l’augmentation de l’intensité lumineuse qui, dans une partie de la gamme des rayonnements, devient visible à l’œil. Plus on chauffe, plus l’intensité de ce rayonnement décelé est grande, et plus sa couleur vire au blanc; on parle de chauffer à blanc.

Ultraviolets et infrarouges

La lumière se mesure en longueur d’onde exprimée en nanomètres. Plus la température est faible et plus la longueur d’onde est grande. Le spectre total correspond à l’arc-en-ciel, allant du rouge au violet ; ce que l’œil humain perçoit  est compris entre 700 et 380 nanomètres. Les ultraviolets se situent dans les plus hautes températures, tandis que les infrarouges commencent juste en dessous du spectre visible à l’œil.

Dans la vie courante, les températures dans lesquelles nous vivons se situent dans la gamme des infrarouges. Tout ceci est défini dans les règles de Wien, Planck et Stefan.

La nuit, sans éclairage, il nous est impossible de détecter la présence d’animaux à sang chaud. Avec un appareil sensible aux infrarouges, une caméra thermique par exemple, nous pouvons capter le rayonnement émis par les animaux à sang chaug, homme compris. Avec le même appareil, nous pouvons également réaliser des analyses thermographiques, et mettre ainsi en évidence les sources de fuites de calories d’un bâtiment.

Aussi longtemps qu’un rayonnement n’est pas arrêté, il représente une source d’énergie potentielle, comparable à de l’énergie cinétique. Dès lors qu’il est arrêté par un obstacle, il libère cette énergie sous forme de chaleur. 

Comment le rayonnement fonctionne-t-il dans la vie courante ?

Prenons une pièce où se trouve un poêle chaud, une table, un paravent et des personnes. Cette pièce est composée de parois, sols, murs, plafond, en contact direct avec l’extérieur. La température ambiante est de 19°C, elle est plus froide à l’extérieur, celle du poêle est de 60°C, celle de la table et du paravent avoisine les 19°C, tandis que celle des personnes est de 30°C. Les parois, elles, sont à 15°C. Le poêle rayonne vers les murs extérieurs, mais également vers les objets et les personnes. Les personnes émettent elles aussi un rayonnement infrarouge, ainsi que la table et chaque objet dans la pièce. Les murs qui sont les plus froids rayonnent eux aussi mais ils émettent moins d’énergie que les objets plus chauds. Ces rayonnements se comportent exactement comme le ferait de la lumière visible. Par exemple, il suffit de passer derrière le paravent pour ne plus du tout recevoir le rayonnement chaud du poêle, ce qui nous priverait d’une confortable source de chaleur. Chaque élément, y compris le vivant, rayonne vers ce qui lui est accessible directement, à un niveau plus ou moins intense selon sa propre température. 

Par combinaison avec la conduction et la convection, tous ces échanges tendent vers un équilibre parfait des températures. Attendu que le froid attire le chaud, celle-ci se perd au détriment des éléments les plus chauds. Malheureusement pour nous, dans l’ordre de puissance décroissante, l’émetteur numéro 1 est le poêle, tandis que nous sommes les émetteurs numéro 2, c’est pourquoi nous ressentons une perte de température, se traduisant par un sentiment d’inconfort.

Comment gérer les infrarouges ?

Le rayonnement étant un moyen de transmission de la chaleur par la lumière, il faudrait capter et gérer les infrarouges en tenant compte des autres phénomènes que sont la convection et la conduction, ainsi que le déphasage thermique

Nous pouvons l’observer tous les jours de différentes manières. Exemple : Je suis dans une salle de bain contenant une vasque, de la faïence, un miroir, un radiateur, des murs peints avec de la peinture mate et une ampoule d’éclairage. Je prends une douche ou un bain avec beaucoup d’eau chaude. Petit à petit, de la buée apparaît. Voici l’ordre dans lequel elle va gagner du terrain : sur le miroir, sur la faïence, puis sur la peinture. Pourquoi ? Le miroir renvoie tous les rayonnements; il monte moins vite en température. La faïence réfléchit également mais moins que le miroir, et enfin la paroi peinte capte davantage la lumière et est donc plus chaude. Comme la condensation est liée à la température de l’air, nous avons cet ordre logique d’apparition de la buée.

Le rayonnement est une des lois physiques régissant le transfert de la chaleur, grâce à des rayons lumineux, et donc le confort thermique.

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”

Source des illustrations : pour Pixabay  Couleur,  Ben_Frieden; de Wikipédia : Lcamtuf

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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