Température et chaleur

Une maison, un pavillon, c'est un volume clos, en première approximation un parallélépipède où on souhaite, principalement en hiver, avoir une température agréable, pour y vivre sans manteau, gants et bottes fourrées, alors qu'à l'extérieur il fait nettement plus froid. La chaleur qui est contenue dans un corps placé dans un environnement que nous considérons comme environnement froid par notre sensation, s'échappe de ce corps pour aller se diluer dans l'environnement froid, comme l'eau d'un lac de montagne s'échappe du lac pour aller se diluer dans la mer.

La différence d'altitude pour l'eau, c'est la différence de température des corps par rapport à l'environnement froid. Le débit de l'eau, c'est la quantité de chaleur que perd le corps chaud vers l'environnement froid, c'est le flux d'énergie thermique. Le lac se vide, le corps se refroidit. Le flux d'énergie thermique qui passe du corps chaud vers l'environnement froid dépend de la différence de température et de la facilité avec laquelle l'énergie peut se mouvoir entre le corps et l'environnement.

On peut donc dire que la perte de chaleur de la maison dépend de la différence de température entre l'intérieur de la maison et l'extérieur; d'un certain coefficient de conduction de la chaleur de l'intérieur vers l'extérieur que nous désignerons par "G"; ainsi que du volume de la maison, car plus la maison est grande, plus il y a de surface en contact avec l'environnement froid. Il faudrait aussi faire intervenir un facteur de forme, car plus la maison s'éloigne de la forme du parallélépipède, plus il y a de murs pour un même volume. La forme dont le rapport volume/(surface de murs) est le meilleur, est la sphère. Le cube ne s'en éloigne pas beaucoup. Nous négligerons donc ce paramètre qui n'est pas concerné par ce qui suit.

On peut écrire Q = G × V × ΔT.

où Q est la quantité d'énergie perdue (en Watt), G le coefficient de déperdition (en Watt/°C/m3), V est le volume de la maison (en m3) et ΔT est l'écart de température entre intérieur et extérieur (en degrés Celsius).