Thermique : définitions

Les termes en italique sont définis dans cette page.

Agitation thermique : mouvement désordonné des atomes ou molécules d’un corps. L’énergie dégagée par cette agitation est liée à la température du corps. Le zéro absolu traduit l’absence théorique d’agitation thermique.

Celsius (°C) : échelle de température très répandue basée sur deux états de l’eau (par définition la glace fond à 0°C et l’eau liquide bout à 100°C). Le degré Celsius a été repris pour définir le Kelvin : il suffit donc d’ajouter 273,15 à la température exprimée en °C pour avoir celle en K (0°C=273,15 K ou 25°C=298,15 K).

Chaleur : équivalent de transfert thermique. La chaleur caractérise également un état chaud ou la sensation ressentie par un état chaud.

Conduction : un des trois modes de transfert thermique (avec la convection et la rayonnement) où une différence de température est transmise de proche en proche sans déplacement de matière. La conduction est d’autant plus importante que la conductivité thermique du matériau est élevée, comme pour les métaux par exemple et surtout pour l’aluminium. A contrario, l’air par exemple est un isolant.

Conducteur : matériau ayant une forte conductivité thermique comme les métaux.

Conductivité thermique : grandeur physique caractérisant le transfert thermique par conduction des matériaux. La conductivité thermique s’exprime en watt par mètre Kelvin (Wm-1K-1) et son unité correspond à la chaleur qui se propage dans le matériau par conduction au travers d’un mètre carré, sur une épaisseur d’un mètre et lorsque la différence de température entre les deux faces est d’un degré. Exemples de valeurs : 237 pour l’aluminium, 26 pour l’inox ou 390 pour le cuivre.

Convection : un des trois modes de transfert thermique (avec la conduction et la rayonnement) où une différence de température est transmise par déplacement d’un fluide. Il peut s’agir de convection naturelle (la chaleur dégagée par un luminaire génère un courant d’air vers le haut) ou de convection forcée (ventilateur alimenté pour refroidir un composant électronique par exemple).

Corps noir : objet idéal dont le spectre électromagnétique ne dépend que de sa température, ce qui rend son utilisation très pratique pour définir la température de couleur d’une lumière. Par définition ce corps théorique absorberait toute énergie électromagnétique.

Degré : unité de mesure de la température qui dépend de l’échelle utilisée (1°C=1 K=1,8°F).

Dilatation : augmentation du volume d’un corps sous l’action d’une élévation de température, voir son antonyme rétractation.

Dissipateur : dispositif servant à évacuer la chaleur donc à refroidir. Il s’agit couramment d’une pièce statique (il peut être ajouté un dispositif dynamique dans les cas les plus difficiles) en aluminium munie d’ailettes orientées de préférence vers le haut. Les dissipateurs sont devenus très courant avec l’apparition de l’électronique, notamment avec les LED dans l’éclairage.

Enceinte à air calme : machine de test isolée thermiquement et permettant de simuler et maîtriser une température ambiante dans une plage importante suivant les performances de la machine (par exemple de -20°C à +75°C). De multiples sondes peuvent être placées à l’intérieur pour mesurer les températures de différents appareils, typiquement pour les fabricants de luminaires de vérifier que les points Tc ne sont pas dépassés pour une température ambiante donnée. Cette machine permet donc de faire le lien entre les données des fabricants des modules électroniques (Tc) et les possibilités d’utilisation des luminaires en situation (Ta ou Tq).

Facteur solaire : pour un vitrage, rapport entre l’énergie qui passe à travers le vitrage et l’énergie incidente du rayonnement solaire.

Fahrenheit (°F) : échelle de température répandue dans les pays anglo saxons basée sur deux états de l’eau (par définition la glace fond à 32°F et l’eau liquide bout à 212°C). Plus simplement la température en Fahrenheit est T (°F) = T (°C) x 1,8 + 32.

Heatsink (ou heat sink) : mot anglais pour dissipateur.

Gradient : mesure de la variation d’une grandeur physique dans l’espace. Un gradient de température plus ou moins important suivant les valeurs extrêmes existe par exemple entre le bas d’une pièce (plus froid) et le plafond (plus chaud).

Isolant : matériau ayant une faible conductivité thermique comme le bois, les plastiques ou l’air.

Kelvin (K) : échelle de température répandue dans les milieux scientifiques basée sur le zéro absolu et dont l’unité est équivalent au degré Celsius (0°C=273,15 K ou 25°C=298,15 K). Cette échelle est utilisée pour caractériser les températures de couleur car celles-ci font référence à la température d’un corps noir (établi par théorie physique).

Peltier (effet) : phénomène physique découvert par Jean Charles Peltier en 1834 qui consiste en un déplacement de chaleur sous l’effet d’un courant électrique ce qui permet de refroidir certains objets délicats (dans l’aéronautique par exemple). Son effet inverse est l’effet Seebeck.

Radiateur : dispositif servant à favoriser les échanges de chaleur, que ce soit en chauffant (sens commun du mot radiateur) ou en refroidissant (voir dissipateur).

Radiation : voir rayonnement.

Rayonnement : un des trois modes de transfert thermique (avec la conduction et la convection) où le transfert d’énergie est réalisé par ondes électromagnétiques (comme chaque onde est associée à une particule, cela est équivalent à un transfert d’énergie par une particule).

Rétraction : diminution du volume d’un corps sous l’action d’une diminution de la température, voir son antonyme dilatation.

Seebeck (effet) : phénomène découvert en 1821 par le physicien allemand Thomas Johann Seebeck qui correspond à l’apparition d’un courant électrique suite à une différence de température entre deux corps. Cet effet est utilisé dans les thermocouples ou dans la production d’énergie électrique à partir de différences de températures (le rendement est cependant très mauvais). Son effet inverse est l’effet Peltier.

Sonde : dispositif permettant de convertir un changement de température en signal électrique. Les sondes sont très utilisées pour vérifier les Tc données par les fournisseurs de composants électroniques dans des enceintes à air calme pour s’assurer de ne pas dépasser les valeurs du fabricant.

Ta (température ambiante) : température ambiante (de la pièce dans laquelle sont installés les luminaires par exemple), appelée également Tq.

Tc (température critique) : température critique à ne pas dépasser sous peine de dégrader un composant électronique (ballast, driver ou module LED). Le Tc correspond également à un point physique dessiné sur le composant et indique l’emplacement où les sondes doivent être placées pour effectuer les mesures, voir également Tp.

Température : caractéristique physique liée à l’agitation thermique microscopique d’un corps. La température est liée à la sensation de froid et de chaud et mesurée par un thermomètre.

Transfert thermique : transfert de l’agitation thermique à l’intérieur d’un même corps ou d’un corps à l’autre. Ce transfert peut se réaliser par conduction, convection ou rayonnement.

Tp (température de performance) : température conseillée par les fabricants de composants électroniques ou température réelle de fonctionnement, généralement mesurée au point indiqué Tc du composant électronique.

Tq : voir Ta, température ambiante.

Tw : température d’enroulement des ballasts magnétiques.

Zéro absolu : température théorique la plus basse possible correspondant à 273,15°C et à 0 K. Cet état signifie qu’il n’y a plus d’agitation thermique.

Définitions : Source et lampe, Ballast et alimentationGradationOptiqueLuminairePhotométrie et éclairagismeInstallation et maintenanceLumièreCouleurs, Vision, Ecologie, Matériaux, Process.

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