Lorsque nous avons étudié la transmission de chaleur par conduction, nous avons vu que ce processus de transfert de chaleur se produit à travers tout le matériau par l'échange d'énergie entre les particules voisines, c'est-à-dire entre les particules adjacent. Le mécanisme de conduction se produit lorsque des molécules ou des atomes qui sont à une température plus élevée transfèrent une partie de l'énergie à des molécules ou des atomes voisins qui sont à une énergie plus faible. Ainsi, nous disons que l'énergie est transférée de la région de haute température à la région de basse température. La conduction thermique vise l'équilibre thermique du matériau.
Nous allons maintenant présenter la loi qui régit la conduction thermique, également appelée loi de Fourier. Il porte le nom du scientifique qui le premier a étudié en détail la transmission de la chaleur par conduction.
Dans la figure ci-dessus, nous avons une barre métallique reliée à deux récipients, l'un contenant de l'eau bouillante et l'autre contenant un mélange d'eau et de glace. Sur la figure on voit que la barre est isolée latéralement.
Joseph Fourier, par des expériences, est parvenu à observer que la température varie linéairement dans tout le barreau, c'est-à-dire d'un bout à l'autre. Par conséquent, le flux de chaleur 
à travers la barre est proportionnelle à l'aire de la section A de la barre et à la différence de température, T = TF - Tje, entre les deux extrémités; et inversement proportionnelle à la longueur, L, de la barre. Voir la figure ci-dessous :
Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
Nous pouvons définir mathématiquement que le flux de chaleur n'est rien de plus que le quotient de chaleur Q transmis d'une face à l'autre sur une plage de température. Le flux de chaleur est donc défini par :
Analytiquement, la loi de Fourier, ou loi de conduction thermique, peut être exprimée par :
Dans l'équation ci-dessus, k est une constante dépendante du matériau et est appelée conductivité thermique de matière. La valeur de ce coefficient est élevée pour les bons conducteurs thermiques; et faible pour les mauvais conducteurs, appelés isolants thermiques.
Par Domitiano Marques
Diplômé en Physique
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. « Loi de Fourier »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-fourier.htm. Consulté le 27 juin 2021.
