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Séance de cours

Conduction thermique: Équations et méthodes

Dans cours

PHYS-106(a): Physique générale : thermodynamique

Le but du cours de Physique générale est de fournir les notions de base nécessaires à la compréhension des phénomènes physiques. L'objectif est atteint lorsqu'il est possible de prévoir quantitativement les conséquences de ces phénomènes avec des outils th ...

Description

Cette séance de cours couvre les équations et les méthodes utilisées pour décrire les transferts de chaleur, qui sont similaires à l'analyse de la diffusion. Les sujets abordés comprennent le courant thermique, l'équation de continuité, la loi de Fourier, les matériaux conducteurs, la résistance et la conductance, la température de contact et l'effusivité.

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Enseignant·e·s (2)

Romuald Houdré

Curriculum Vitae CV 2011 Nommé Professeur Titulaire 2006 Nommé Maître d'Enseignement et de Recherche 2004 Rejoint le Laboratoire d'Optoélectronique Quantique LOEQ dirigé par le professeur B. Deveaud-Plédran 2001-2004 Adjoint scientifique à l'Institut de Photonique et d'Electronique Quantique IPEQ (ancien Institut de Micro et Optoélectronique), Laboratoire du professeur Ilegems. 1998 Habilitation, université Pierre et Marie Curie, Paris 6. 1997 Chercheur invité à NTT, département d'Optoélectronique, (Atsugi, Japon) de mars à août 1997 1988-2000 Collaborateur scientifique à l'Institut de Micro et Optoélectronique IMO à l'école Polytechnique Fédérale de Lausanne, groupe du professeur Ilegems. Responsable de l'épitaxie par jets moléculaires (1988-1996), responsable de l'activité microcavités optiques (1996-2000). 1987-1988 Recherches au Laboratoire de Physique de la Matière Condensée à l'école Polytechnique (France). 1986-1987 Postdoc à l'université d'Illinois à Urbana-Champaign (U.S.A.) chez le professeur H.Morkoç dans le groupe d'épitaxie par jets moléculaires. 1983-1985 Thèse de doctorat sur la photoémission de puits quantiques et superréseaux en état d'affinité électronique négative au Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, école Polytechnique (France) sous la direction de G.Lampel et C.Hermann.

Cécile Hébert

Cécile Hébert est née en France, en 1970. Elle a obtenu son diplôme d'ingénieure (option physique) puis son doctorat ("Etude d'un nouveau filtre d'énergie des électrons pour le microscope électronique à transmission") à l'Ecole centrale de Paris. Doctorante dans le laboratoire du professeur Jouffrey, elle a créé un nouveau filtre d'énergie des électrons, pour le microscope électronique à transmission, qui a été breveté par le CNRS. En tant que post-doctorante dans le laboratoire du professeur Schattschneider, elle a mené à bien une étude marquante sur la simulation des structures fines des seuils de perte d'énergie des électrons en comparaison avec l'expérience. En 2005, elle a été l'une des actrices principales dans l'élaboration du projet européen CHIRALTEM visant à développer dans le microscope électronique à transmission une méthode similaire à la méthode XMCD (X Ray Magnetic Circular Dichroism) connue en spectrométrie d'absorption des rayons X.

Source officielle

Concepts associés (32)

Conduction thermique

La conduction thermique (ou diffusion thermique) est un mode de transfert thermique provoqué par une différence de température entre deux régions d'un même milieu, ou entre deux milieux en contact, et se réalisant sans déplacement global de matière (à l'échelle macroscopique) par opposition à la convection qui est un autre mode de transfert thermique. Elle peut s'interpréter comme la transmission de proche en proche de l'agitation thermique : un atome (ou une molécule) cède une partie de son énergie cinétique à l'atome voisin.

Conductivité thermique

La conductivité thermique (ou conductibilité thermique) d'un matériau est une grandeur physique qui caractérise sa capacité à diffuser la chaleur dans les milieux sans déplacement macroscopique de matière. C'est le rapport de l'énergie thermique (quantité de chaleur) transférée par unité de temps (donc homogène à une puissance, en watts) et de surface au gradient de température. Notée λ (anciennement K voire k), la conductivité thermique intervient notamment dans la loi de Fourier.

Chaleur (thermodynamique)

vignette|Le Soleil et la Terre constituent un exemple continu de processus de chauffage. Une partie du rayonnement thermique du Soleil frappe et chauffe la Terre. Par rapport au Soleil, la Terre a une température beaucoup plus basse et renvoie donc beaucoup moins de rayonnement thermique au Soleil. La chaleur dans ce processus peut être quantifiée par la quantité nette et la direction (Soleil vers Terre) d'énergie échangée lors du transfert thermique au cours d'une période de temps donnée.

Résistance thermique

La résistance thermique quantifie l'opposition à un flux thermique entre deux isothermes entre lesquels s'effectue un transfert thermique de sorte que : où est le flux thermique en watts (W) et est la différence de température en kelvins (K). La résistance thermique s'exprime en kelvins par watt (K/W). La résistance thermique surfacique (en mètres carrés-kelvins par watt, K·m·W-1, est son équivalent rapporté à la densité de flux thermique (en watts par mètre carré, W/m) : Cette dernière est davantage utilisée dans le cas des surfaces planes notamment dans le domaine de la thermique du bâtiment.

Relativistic heat conduction

Relativistic heat conduction refers to the modelling of heat conduction (and similar diffusion processes) in a way compatible with special relativity. In special (and general) relativity, the usual heat equation for non-relativistic heat conduction must be modified, as it leads to faster-than-light signal propagation. Relativistic heat conduction, therefore, encompasses a set of models for heat propagation in continuous media (solids, fluids, gases) that are consistent with relativistic causality, namely the principle that an effect must be within the light-cone associated to its cause.

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