Le document traite de la conduction thermique, en se concentrant sur la loi de Fourier appliquée à des cylindres et aux cas d'isolation. Il présente des exemples industriels, détaillant les calculs de résistance thermique et de flux thermique tant pour des tubes isolés que non isolés. Les applications d'isolation dans l'industrie, notamment pour les chaudières, mettent en évidence l'impact significatif sur la réduction des pertes thermiques.

1. Préparé par :
Encadré par :
Omar kerrou
Soufiane Nouari M.Dlimi Latifa
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2. PLAN
 INTRODUCTION
 LOI DE FOURIER DANS LE CYLINDRE
 CAS SIMPLE
 CAS D’ISOLATION
• APPLICATION DE LOI FOURIER
 LE FLUX SANS ISOLATION
 LE FLUX AVEC ISOLATION
• EXEMPLES INDUSTRIELS
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3. • La conduction est le phénomène par lequel la chaleur se transmet
d’une région a haute température vers une autre a basse température
a l'intérieur d’un milieu solide, liquide, gazeux, ou entre différents
milieux mis en contact, il résulte de :
• l’agitation moléculaires pour les gaz et les liquides
• les vibrations des réseaux cristallins .
• Le déplacement d'électrons libres .
Définition : transfert de chaleur par conduction
Introduction
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4. Surface cylindrique simple
. Conditions limites :
Flux thermique : Résistance thermique:
. Loi de FOURIER :
Profil de température:
→
⇒
Tube de longueur, L et
conductivité λ
r=r0 𝜃 = 𝜃0 𝜃0 =
−𝑐1
2𝜋𝜆𝐿
Lnr0 + c2 r=r1 𝜃 = 𝜃1 𝜃1 =
−𝑐1
2𝜋𝜆𝐿
Lnr1 + c2
r0r1
r
𝜃0 .
𝜃1 .
∅
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5. Cas d’isolation thermique d’un cylindre
Ө2
Ө1
Ө3
Ө4
Ө0
Flux thermique
Résistance thermique
λ3
λ2
λ4
λn
4
Өn
Ө4
Ө3
r1
r2
r0
r3
r4
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6. Application
cas sans isolation
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Soit un tube d'acier 20/27 mm dont la température de la paroi
interne est:
Өi = 119,75°C et celle de la paroi externe, Өe = 119,64°C.
Conductivité thermique de l'acier : λ= 46 W.m-1.°C-1
Calculer :
1. la résistance thermique du tube pour une longueur de 1 m.
1. le flux de chaleur, correspondant.

7. Solution
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1. Résistance thermique du tube, pour une longueur de 1 m est :
R = 1,038.10-3 °C/W
2. Le flux de chaleur traversant, par conduction, un tube de 1m de longueur:
Φ = 105,97 W
A.N. :
A.N. :

8. Cas du tube isolé
L’extérieur du tube 20/27 étudié dans l'exemple précédent est isolé sur une épaisseur de 2 mm
On suppose que les températures intérieures et extérieures restent inchangées : la température de la
paroi interne est Ө1= 119,75°C et celle de la paroi externe Ө2 = 119,64°C.
Calculer :
1. la résistance thermique de la couche d’isolation (pour une longueur de 1 m).
2. la résistance équivalente du tube isolé.
3. le flux thermique correspondant.
On donne la conductivité thermique de l’isolant : λi = 2,2 W.m-1.°C-1
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9. Solution
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r1
r0
ri
Ө1
∙
Ө0
∙
Acier
isolant
ri = r1+e ⇒ ri = 15,5 mm
r1=13,5 mm
• Rayon d’isolant :
• Rayon interne du tube:
• Rayon externe du tube:
r0= 10 mm

10. 1.la résistance thermique de la couche d’isolant , pour une longueur de 1 m:
A.N.
Ri = 9,994.10-3 °C/ W
2. la résistance équivalente du tube isolé est donnée par les
deux résistances en série: R = Racier + Risolant
A.N R = 1,038.10-3 + 9,994.10-3
R = 1,1032.10-2 °C/W
3. Le flux traversant le tube isolé de 1m de longueur:
A.N Φ = 9,97 WΦ=
(𝟏𝟏𝟗,𝟕𝟓−𝟏𝟏𝟗,𝟔𝟒)
𝟏,𝟏𝟎𝟑𝟐.10−2
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11. Analyse des résultats
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2. Le flux traversant le tube isolé de 1m de longueur:
1. Le flux traversant le tube de 1m de longueur:
Φ = 105,97 W
Φ = 9,97 W
⇓
L’isolant réduit les pertes thermiques

12. les applications d’isolation dans l’industrie
cas d’une chaudière
Dans beaucoup d'anciennes chaudières, il est possible de démonter l'enveloppe
extérieure (la jaquette) et d'insérer sous celle-ci un nouvel isolant ou un isolant
complémentaire en laine minérale.
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13. Placement de nouveaux panneaux isolants sous la jaquette
en passant d'une épaisseur d'isolant de 3 cm (en bon état !) à une épaisseur d'isolant de 5 cm, on diminue de 40 % la
perte de chaleur par les parois de la chaudière.
Soit un gain d'environ 13 litres de fuel par an et par m² de paroi pour une chaudière maintenue à 70°C durant la saison
de chauffe, le gain est de 200 litres/m² de fuel par an.
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14. a- Les climatiseurs à petite
puissance
Cas d’isolation dans le domaine de climatisation
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15. Pour les grands installations de climatisations
b- Les climatiseurs à grande puissance
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16. Merci pour votre attention
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