Convection

Contrairement aux solides, où les molécules sont au repos, les gaz et les liquides peuvent se déplacer et transporter de la chaleur avec eux. Ce mouvement peut être provoqué par des pressions naturelles comme le vent ou des différences de densité, ou encore par des pressions exercées par des moyens mécaniques comme des ventilateurs.

La convection provoquée par une pression exercée par une force extérieure (souvent appelée convection forcée) est un moyen répandu de distribuer la chaleur dans toute une maison. Les chaudières à air forcé (ou pulsé), les climatiseurs et les thermopompes, tout comme de nombreux autres systèmes et appareils électroménagers de maison, utilisent couramment la convection forcée pour déplacer de la chaleur à l’intérieur ou à l’extérieur du bâtiment, ou à travers celui-ci.

Les différences de densité peuvent également causer le mouvement de l’air. La montée de l’air chaud dans un ballon est un exemple de mouvement d’un gaz provoqué par des différences de densité. Lorsque les gens parlent de montée de chaleur, il s’agit en réalité de montée de l’air chaud. Celui-ci est plus léger que l’air ambiant et a donc tendance à monter.

Dans les maisons, ce genre de convection naturelle peut être un fort mécanisme de transfert de chaleur. La montée et la retombée de l’air peuvent créer des courants circulaires de convection dans un espace clos, et transférer ainsi de grandes quantités de chaleur. Par exemple, la convection naturelle peut se produire dans les maisons, dans des cavités vides de colombages. L’air de la cavité est chauffé par l’intérieur du bâtiment.

Il remonte à l’arrière du revêtement intérieur du mur et traverse la partie supérieure de la cavité. Ayant atteint le côté opposé de cette dernière, il transfère de la chaleur au mur extérieur froid, continue à se refroidir et descend vers le bas de la cavité. Lorsqu’il approche du côté chaud de celle-ci, il se réchauffe encore et commence à monter. Ce mouvement circulaire et continu de perte de chaleur est appelé «boucle de convection» et est illustré à la figure 2-5.

Pour empêcher la perte de chaleur par convection, il faut essayer de limiter le mouvement de l’air dans la cavité de l’enveloppe, normalement par un isolant bien installé. Toutefois, si celui-ci est mal installé, laissant des vides ou des bordures non remplies le long des montants et particulièrement autour des cadres de fenêtres et de portes, la convection peut avoir lieu.

Figure 2-5

L’isolation thermique doit être installée de manière à être bien ajustée contre le revêtement extérieur ou un pare-vent. La convection forcée se produit souvent dans une maison. Les courants de convection sont causés par des systèmes de chauffage à air forcé (ou pulsé) qui soufflent l’air chaud vers le haut, en s’opposant souvent aux courants naturels provoqués par les surfaces intérieures froides, et occasionnent de l’inconfort. Le plus souvent, des bouches de chaleur à air forcé sont placées sous les fenêtres, afin de s’opposer aux courants de convection susceptibles de se produire lorsque l’air, refroidi par la fenêtre, descend et s’accumule sur le plancher, provoquant des courants d’air inconfortables. Voir la figure 2-6.

Figure 2-6

Source : Société canadienne d’hypothèques et de logement (SCHL)