Rendement des poeles de masse : plusieurs protocoles d'évaluations ?

[invite7b42e2bd]

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C'est vrai qu'on manipule tous aisément ce terme de rayonnement IR, sans forcément en connaître, moi le premier, les caractéristiques précises. Si ce n'est les constatations qu'on peut faire chez soi, voire avec un thermo IR en main pour donner des valeurs à ses sensations.
Je me souviens avoir lu à plusieurs reprises que dès qu'un corps a une T° non nulle, il émet un rayonnement infrarouge qui véhicule de la chaleur. C'est notre cas à 37°, sans que ce soit bien perceptible (quoique, pour certain(e)s ). A partir de quelle T° cela devient-il perceptible... entre 50 et 60° me semble-t-il mais j'imagine que ça dépend de chacun. Et puis des parois à 24° ne donnent pas du tout la même sensation que les mêmes à 17°. Et c'est tout à fait perceptible.
A partir de quelle T° cela devient-il utile pour charger les corps environnants... bien plus bas évidemment. Mais ensuite il faut la chaleur ré-émise soit suffisante... Mais attend que les parois ré-émettent carrément (je ne crois pas), ou simplement remontent de quelques degrés en T° de surface stable pour parvenir à ce fameux confort PdM...
On peut compléter par quelques questions... A quelle longueur d'onde, donc à quelle T° du corps émetteur la distance de rayonnement est-elle la plus longue ? On sait que la nature du matériau récepteur a une influence sur la chaleur utile effectivement reçue et ré-émise (emissivité), mais la longueur d'onde du rayonnement rentre-t-elle aussi en jeu ? Je suppose que oui...
Est-ce qu'on se pose trop de questions... peut-être
Quand même, probablement que la branche physique de FS pourrait donner des éclairages (1) utiles.

(1) Ah ah, éclairages... infrarouge... bon, ok.
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[invite7b42e2bd]

Mais attend que les parois ré-émettent carrément (je ne crois pas)

Mais attend-on que les parois...

[Philou67]

La puissance rayonnée est une fonction de la température à la puissance 4 : http://fr.wikipedia.org/wiki/Transfe...ue#Rayonnement
En revanche, je ne sais pas dire si la longueur d'onde des émissions à une importance qualitative sur la perception de chaleur.

[invite31d58af5]

Sur la perception de la chaleur je ne sais pas, mais il me semble physiquement évident qu'une longueur d'onde plus courte (et donc un etat vibratoire accru) entraine une meilleure emissivité, disons au moins, une meilleure pénétration des masses environnantes.

Autre question, à l'échelle d'un foyer, une différence de temperature et/ou de volume de combustion, peut il entrainer une variation de l'état energetique, voir de la nature des particules excitées par la source d'énergie ?

[Philou67]

Sur la perception de la chaleur je ne sais pas, mais il me semble physiquement évident qu'une longueur d'onde plus courte (et donc un etat vibratoire accru) entraine une meilleure emissivité, disons au moins, une meilleure pénétration des masses environnantes.

Sur quelle base peut-on affirmer cela ?

Autre question, à l'échelle d'un foyer, une différence de temperature et/ou de volume de combustion, peut il entrainer une variation de l'état energetique, voir de la nature des particules excitées par la source d'énergie ?

Là, j'ai pas pigé...

[invite31d58af5]

Sur quelle base peut-on affirmer cela ?
...

Malheureusement je dois partir pour un rendez vous, donc je reprendrai le fil ce soir ou demain matin...

C'est un truc qu'on apprend en physique et qui explique entre autre que la chaleur diminue la cohésion moleculaire de la matiere ou que la transmission de la chaleur se fait en augmentant la fréquence vibratoire des molécules touchées (ce qu'on appelle aussi un etat d'excitation de la matière).

a+

[Philou67]

OK, l'énergie contenue dans les photons dépends de la longueur d'onde, comme on peut le voir dans le spectre des ondes EM.

Reste donc à quantifier l'ensemble des longueurs d'ondes émises et à intégrer le tout sur le spectre total d'émission de la brique, ou de la pierre (selon le modèle).

Mais en considérant le spectre d'onde émis comme constant dans sa composition, il n'y a plus que la température qui fournisse une valeur de puissance émise, pondéré par l'émissivité du matériau.

[xf38]

Il y a d'ailleurs un schéma qui représente des exemples de spectres de corps noir ici: http://upload.wikimedia.org/wikipedi...ackbody-lg.png. C'est assez parlant je crois:

Quand la température est élevée, le pic de la courbe se déplace vers les courtes longueurs d'ondes, et inversement pour les plus basses températures.

Ce pic (d'intensité lumineuse, donc de chaleur transmise) est atteint pour une certaine valeur de longueur d'onde, qui ne dépend que de la température (voir la loi de Wien dans le même article).
J'en déduis que les gros PdM qui ont une température de surface plus faible ont une longueur d'onde "max" plus grande.

Reste à savoir si la longueur d'onde est vraiment primordiale dans la sensation de chaleur, comme l'a fait remarquer Philou. Du moment qu'on est dans le domaine de l'infrarouge, est-ce que tout rayonnement infrarouge ne produit pas à peu près les mêmes effets sur notre corps? A priori, il doit exister une loi d'absorption du rayonnement, non, comme pour l'émission? Cette loi nous montrera peut-être l'importance de la longueur d'onde dans la sensation de chaleur...
Je n'ai pas vraiment trouvé de loi simple, mais il semble que l'absorption d'un matériau (notre corps en l'occurrence) a tendance à augmenter avec la longueur d'onde (voir ici, tableau en bas de page). Donc des longeurs d'onde plus grandes (gros PdM avec une T° de surface faible) seraient mieux absorbées par notre corps que des longueurs d'onde plus faibles (petits PdM à T° de surface plus forte, donc longueur d'onde plus faible). Mais de là à en déduire un rendement, c'est pas simple! Ca dépend des individus, de notre coefficient d'absorption...

D'ailleurs, notre coefficient d'absorption augmente si on s'habille en noir, non? Si je mets un vêtement noir en plein soleil, je crêve de chaud, c'est bien connu. Donc tout possesseur de PdM devrait mettre un pull en laine noir (fort coefficient d'absorption), il aurait encore plus chaud!

[invite7b42e2bd]

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Bonsoir xf38,

Je suppose que ce qui est valable pour nos corps l'est aussi pour toute masse réceptrice du rayonnement - je pense bien sûr aux masses environnantes de la maison... Donc il vaudrait mieux aller vers de faibles T° de surface, (c-a-d des longueurs d'onde plus élevées et un coef d'absorption supérieur si j'ai suivi)... Ça vient appuyer ce que riri nous dit depuis longtemps ().
Penses-tu qu'on puisse établir une sorte de fourchette idéale des T° d'émission de nos PdMs, et est-ce que ça devrait varier en fonction du matériau récepteur... ?

PolarBear, pour des lieux mal isolés à forte inertie, préconisait un matériau d'habillage - émetteur - assez dense pour avoir des T° plus élevées que la brique (et hors stéatite). Je ne sais plus si cela avait un lien... J'avoue qu'après cette folle journée je mélange peut-être un peu tout
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[invite130126a5]

Bonsoir,

Donc tout possesseur de PdM devrait mettre un pull en laine noir (fort coefficient d'absorption), il aurait encore plus chaud!

Ca c'est ben vrai ! J'insiste toujours sur l'amélioration de l'isolation mais j'avais oublié la petite laine !
En plus du thermomètre infra-rouge et du support de cuisson, nous allons donc penser à ajouter le pull noir (et les chaussettes) dans le kit accessoires utiles !

Comment ça se passe ? des nouvelles en direct, sur ce fil ou sur "Retour d'expérience poêles de masse de Martin hiemstra".

chaleureuses salutations

Hélène Marchand

[yves35]

bonsoir à tous,

je glisse un bout de pied prudent dans cette discussion parce que certaines notions utilisées sont communes avec ce que j'ai cru comprendre du fonctionnement des capteurs solaires.D'autre part j'utilise par mon métier des rayonnements et j'ai des souvenirs (mais lointain,hélas) de physique liée à ce domaine.Je ne suis pas à l'abri de proférer des sottises,merci de me reprendre.

Reste à savoir si la longueur d'onde est vraiment primordiale dans la sensation de chaleur,

c'est primordial car la longueur d'onde ou la fréquence ou le niveau d'énergie sont liés et indique la quantitée d'énergie émise.Ce sont trois manières de décrire la même chose = un photon.

Sur la perception de la chaleur je ne sais pas, mais il me semble physiquement évident qu'une longueur d'onde plus courte (et donc un etat vibratoire accru) entraine une meilleure émissivité, disons au moins, une meilleure pénétration des masses environnantes.

je crois que cette notion d'émissivité ne s'applique qu'au corps émeteur et pas au récepteur.Il y a au moins deux domaines où on utilise des revètements peu émissifs(parce qu'il est intéressant de minorer la part d'énergie perdue par rayonnement)les vitrages et les absorbeurs des capteurs solaires.
Dans le cas des doubles vitrages si l'émissivité concernait aussi bien les emeteurs que les récepteurs ,alors on toute logique il devrait y avoir un revètement peu émissif sur les quatres faces(au moins sur les 2 internes si on veut les protéger des abrasions diverses).A ma connaissance c'est une seule couche sur la seconde interface en partant de l'intérieur.
Dans le cas des capteurs solaires le vitrage est également récepteurs de la radiation IR réémise par l'absorbeur(même minoré par le revètement peu émissif) il ne comporte pas de dépot peu émissif mais une surface interne en forme des multiples pyramides dans le but de ne pas éblouir les voisins.

Pour ce qui est de l'émissivité de la surface d'un PDM(à condition de ne pas l'entourer de papier chocolat),ben c'est comme un caillou non?Par contre plus la surface est grande ,plus le flux d'énergie sera important(à température de surface égale).

Un autre point à considérer,pour qu'il y ait un échange radiatif entre un émeteur et un récepteur,il faut qu'il y ait un dT (comme pour les échanges par conduction).Si les murs sont à 20°C et le PDM aussi ,plus d'échanges.

J'ai lu sur les fils PDM que la portée du rayonnement IR est limité en distance .Sur le plan physique c'est faux.Ce sont des photons :ils voyagent en ligne droite,à la vitesse de la lumière et soit ils sont absorbés(et cèdent leur énergie)soit ils continuent leur route et ce,jusqu'a l'infini.Par contre il y a un phénomène qui est l'atténuation suivant la loi du carré de la distance:le flux d'énergie à 1 m est divisé par 4 à 2 m,par 16 à 4 m etc...Cette loi du carré des distances est a pondérer par une autre considération :c'est d'autant plus vrai que la source est quasi ponctuelle(le soleil est une source quasi ponctuelle)c'est moins vrai si la surface émetrice augmente beaucoup en regard de la surface réceptrice.Si c'est un mur chauffant....

C'est un truc qu'on apprend en physique et qui explique entre autre que la chaleur diminue la cohésion moleculaire de la matiere ou que la transmission de la chaleur se fait en augmentant la fréquence vibratoire des molécules touchées (ce qu'on appelle aussi un etat d'excitation de la matière).

oui, mais c'est aux températures très élevées,cela concerne le cortège d'électrons autour des noyaux .On fourni une énergie supérieure à leur état fondamental et par exemple les corps isolants deviennent conducteurs(soudure à l'arc électrique,tube néon amorçé par décharge HT puis auto entretenu,etc..)le poids d'un électron est petit(9X10-31 kg)en regard d'un PDM C'est pour cela qu'il est facile de lui fournir de l'énergie.

D'ailleurs, notre coefficient d'absorption augmente si on s'habille en noir, non? Si je mets un vêtement noir en plein soleil, je crêve de chaud, c'est bien connu. Donc tout possesseur de PdM devrait mettre un pull en laine noir (fort coefficient d'absorption), il aurait encore plus chaud!

je dirais plutôt qu'en s'habillant en noir on absorbe toutes les couleurs et qu'on diminue au max l'énergie réfléchie.La remarque vaut pour ce qui est de la lumière visible,est ce vrai au delà et en particulier pour les IR?sans doute oui car les absorbeurs des capteurs solaires ont des couleurs sombres mais attention les propriétées d'absorption varient avec le milieu ET le niveau d'énergie (par exemple le verre riche en plomb utilisé en radioprotection laisse passer la lumière visible mais pas les rayons X,ou très peu et le niveau d'énergie est pourtant très supérieur)
Il y a une imprécision de présentation sur Wikipédia qui pourrait laisser croire que l'énergie des rayons gamma est supérieure à celle des rayons X (ce n'est pas toujours le cas)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:S...magnetique.png

Autre chose qui me turlupine est cette idée semble t il acquise à laquelle je ne trouve pas de justification physique; il ne faudrait pas de surface vitrée en vue d'un PDM car elle agirait comme un" trou de chaleur".Un DV peu émissif a un R d'environ 1 soit comme 3 cm de LdV.Si on justifie cette propriétée de "trou de chaleur" en disant que les photons émis par une surface à disons 70°C passent mieux le verre qu'une isolation de 3 cm de LdV ,cela ne cadre pas avec ce que je sais du comportement des verres dans un capteur solaire.Le verre laisse passer les IR de hautes énergies du soleil et s'oppose au passage des IR de basse énergie émis par l'absorbeur:çà s'appelle l'effet de serre,çà marche avec le verre et par exemple beaucoup moins bien avec le polycarbonate utilisé parfois en récup et qui laisse ressortir plus d'IR de basse énergie.

En me relisant je vois que
-j'en ai fait une tartine
-parfois hors sujet

bonne journée à tous

yves

[yves35]

bonjour,

D'ailleurs, notre coefficient d'absorption augmente si on s'habille en noir, non? Si je mets un vêtement noir en plein soleil, je crêve de chaud, c'est bien connu. Donc tout possesseur de PdM devrait mettre un pull en laine noir (fort coefficient d'absorption), il aurait encore plus chaud!

Qui est prêt a repeindre son séjour en noir?

et ne dites pas que c'est du boulot :il y a la méthode Gaston LAGAFFE =balancer une grenade dégoupillée dans un grand pot de peinture noire et courir vite ailleurs (et on ne se prends pas les pieds dans le tapis)

yves

PS je suis désolé de ne pas pouvoir ,je n'ai pas de PDM

[Philou67]

Yves35, si je lis bien cette définition de l'émissivité, elle caractérise à la fois la capacité à absorber ET à ré-émettre les rayonnements, et ce, relativement à celle d'un corps noir (ratio).

Par ailleurs, j'ai vu que certains doubles vitrages existaient avec 2 couches faibles émissivité.

Mon sentiment global est que le rendu de chaleur va dépendre de nombreux paramètres qui ne dépendent pas uniquement du poêle, et qu'il est donc difficile de donner le rendement du poêle seul :
- émissivité de la surface du poêle
- température de surface du poêle
- émissivité des masses recevant le rayonnement
- capacité d'accumulation des masses recevant le rayonnement
- déperditions des masses recevant le rayonnement
Devant la complexité de cette problématique, il me semble important d'analyser les ordres de grandeur des variations engendrées par ces différents paramètres (comme l'a fait remarqué xf38 me semble-t-il).

[invite31d58af5]

bonsoir à tous,

...
http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Spectre_onde_electromagn etique.png[/url]

Autre chose qui me turlupine est cette idée semble t il acquise à laquelle je ne trouve pas de justification physique; il ne faudrait pas de surface vitrée en vue d'un PDM car elle agirait comme un" trou de chaleur".Un DV peu émissif a un R d'environ 1 soit comme 3 cm de LdV.Si on justifie cette propriétée de "trou de chaleur" en disant que les photons émis par une surface à disons 70°C passent mieux le verre qu'une isolation de 3 cm de LdV ,cela ne cadre pas avec ce que je sais du comportement des verres dans un capteur solaire.Le verre laisse passer les IR de hautes énergies du soleil et s'oppose au passage des IR de basse énergie émis par l'absorbeur:çà s'appelle l'effet de serre,çà marche avec le verre et par exemple beaucoup moins bien avec le polycarbonate utilisé parfois en récup et qui laisse ressortir plus d'IR de basse énergie.
...

yves

Puisque, à priori, l'apport optimum d'un PDM se fait autour de longueurs d'ondes assez longues (températures assez basses) cela semblerait bien justifier cette notion de "trou" face à une surface vitrée, non ?

[invite31d58af5]

bonsoir à tous,

...

J'ai lu sur les fils PDM que la portée du rayonnement IR est limité en distance .Sur le plan physique c'est faux.Ce sont des photons :ils voyagent en ligne droite,à la vitesse de la lumière et soit ils sont absorbés(et cèdent leur énergie)soit ils continuent leur route et ce,jusqu'a l'infini.Par contre il y a un phénomène qui est l'atténuation suivant la loi du carré de la distance:le flux d'énergie à 1 m est divisé par 4 à 2 m,par 16 à 4 m etc...Cette loi du carré des distances est a pondérer par une autre considération :c'est d'autant plus vrai que la source est quasi ponctuelle(le soleil est une source quasi ponctuelle)c'est moins vrai si la surface émetrice augmente beaucoup en regard de la surface réceptrice.Si c'est un mur chauffant....
...

yves

Pourquoi ? Pourrais tu préciser ton idée ? Tu penses à une question d'interaction des photons entre eux, ou simplement à la quantité globale emise par une "grande surface" maugré la deperdition due à la distance ?

[invite7b42e2bd]

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@ miawwrr,

Je me fais une idée de ce que dit yves35, mais ça ne répondra peut-être pas à ta question . Le rayonnement IR conserverait la même "intensité" (?) à l'infini s'il allait dans une seule direction à partir du point émetteur. Mais il part dans toutes les directions, donc il s'atténue au fur et à mesure qu'il se disperse (avec mes mots à moi).
Je tente un parallèle... un diffuseur anti-incendie au plafond (je ne connais pas le terme exact). Près du diffuseur la quantité d'eau reçue par cm2 (par exemple) est importante parce que la zone globale couverte est restreinte ; près du sol la quantité d'eau reçue est faible mais la zone arrosée est importante. Le débit étant constant.
Si on multiplie les point émetteurs les uns à coté des autres, on compense cette dispersion, et à condition aussi d'amener plus d'énergie (ou d'eau ) pour alimenter chaque point émetteur.
Si on conserve la même énergie de départ, on peut essayer de savoir quel meilleur compromis il faut rechercher entre une très faible surface émettrice, très intense et une surface beaucoup plus grande, beaucoup moins intense.

Hum...
J'en profite pour remercier les participants du forum pour les discussions, échanges et éclairages qui sont chaque jour apportés. Je suis loin de tout comprendre... mais je trouve ça très enthousiasmant.

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[Philou67]

Selon le matériau utilisé comme émetteur (brique, pierre, fonte, ...), le rayonnement est directement lié à la température (donc à émissivité constante).
L'émetteur émet, mais reçoit aussi. Ainsi, un poêle se refroidit moins vite lorsque les déperditions de la maison sont plus faibles, non pas parce que le rayonnement est réduit, mais parce que le poêle reçoit plus de rayonnement (à une température donnée).

Le problème d'une source d'énergie ponctuelle et plus intense est que tu vas augmenter l'écart de température en la source chaude (le poêle) et l'environnement, car comme tu l'as expliqué, l'énergie reçue par l'environnement est répartie sur la surface réceptrice, et donc, va provoquer une montée en température beaucoup plus faible que celle du point chaud, créant un écart par forcément confortable (en poussant à l'extrême, un peu comme les vieux poêles en fonte d'autrefois).

[invite31d58af5]

Je me fais une idée de ce que dit yves35, mais ça ne répondra peut-être pas à ta question . Le rayonnement IR conserverait la même "intensité" (?) à l'infini s'il allait dans une seule direction à partir du point émetteur. Mais il part dans toutes les directions, donc il s'atténue au fur et à mesure qu'il se disperse (avec mes mots à moi).
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Yeappp... La variation angulaire, je l'avais oublié celle-la
Bon par contre, a l'echelle d'une piece, pas sur qu'elle joue un grand role. Sur ce coup, je rejoindrait plutôt Philou et riri, sur la capacité de rendre la même quantité d'energie avec une temperature plus basse => donc avec une surface plus grande.

[invite31d58af5]

Par contre, j'esperais un peu entrainer dans la discussion le clan des "Poils", histoire de voir s'ils n'auraient pas des informations interessantes sur la question.

Mais bon, on peut pas tout avoir

Quoi que ?

[invite7b42e2bd]

Le rayonnement IR conserverait la même "intensité" (?) à l'infini s'il allait dans une seule direction à partir du point émetteur. Mais il part dans toutes les directions, donc il s'atténue au fur et à mesure qu'il se disperse (avec mes mots à moi).

Yeappp... La variation angulaire, je l'avais oublié celle-la
Bon par contre, a l'echelle d'une piece, pas sur qu'elle joue un grand role.

Ce n'est pas ça qui fait qu'au-delà de 8 m (distance communément citée) le rayonnement d'un PdM est tellement "dispersé" qu'il est trop faible... ?
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[Philou67]

si si ... mais également dû au fait que de nombreux obstacles auront limité le rayon d'action des rayonnements chauds.

[invite31d58af5]

si si ... mais également dû au fait que de nombreux obstacles auront limité le rayon d'action des rayonnements chauds.

Je pencherai quand même pour la diminution d'energie en fonction de la distance. La puissance énergétique des rayons doit vite être egale voir inferieur à l'energie déjà stockée dans les masses atteintes si rechauffées par l'inertie globale; ou aux déperditions sinon.

[invite7b42e2bd]

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... mais, on est d'accord... diminution par "dispersion", ou "étalement", du flux lumineux (énergétique). Pas diminution... en soi, comme pour un changement d'état ().
C'est à dire... à l'échelle d'un seul photon (c'est bien un photon ?), une particule qui part du PdM va arriver dans le même état (avec la même énergie) sur le premier corps opaque qu'elle va rencontrer, quelle que soit la distance. C'est, à surface égale, la dilution progressive du nombre de particules, ainsi que les corps opaques rencontrés au fur et à mesure, qui font la diminution de l'énergie globale...
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[Philou67]

Je ne vois pas d'autre explication physique, dedal

[invitee449b931]

Coucou !

Dites, au lieu de reflechir en particulaire, si vous passiez en ondulatoire, tous vos soucis de repartition d'energie disparaissent en 1 temps, meme pas 2 mouvements

J'dis ca, j'dis rien : j'suis un poileux moi, et j'suis moche donc je participe pas

[Philou67]

Développe, développe

[invite31d58af5]

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... mais, on est d'accord... diminution par "dispersion", ou "étalement", du flux lumineux (énergétique). Pas diminution... en soi, comme pour un changement d'état ().
...
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Uniquement vrai dans le vide sidéral, pas dans une piece (surtout les miennes... ) Dans l'athmosphère, ton ti photon n'arrete pas de collisionner et a chaque fois il perd un peu d'energie. Bref, dans un long couloir il doit rapidement finir comme la vanille... épuisé.

[invite130126a5]

Par contre, j'esperais un peu entrainer dans la discussion le clan des "Poils", histoire de voir s'ils n'auraient pas des informations interessantes sur la question.

Mais bon, on peut pas tout avoir

Quoi que ?

Bouh ! , que vous avez de grandes dents !

Dans ce domaine également nous aurions bien des choses à vous dire car nous avons énormément écouté, observé, expérimenté,… et optimisé ce qui se faisait jusqu’alors.
Les résultats que nous obtenons sont même au delà de nos espérances !
Mais vu les réactions suscitées par la « révélation » sur ce forum de nos performances en matière de rendement, de puissance, de CO, … nous préférons attendre un petit peu pour nous exprimer sur ce sujet.

En attendant, je trouve vos discussions très interessantes et j’apprend beaucoup ! Merci à tous et bonne soirée.

Hélène Marchand

[Philou67]

Nul doute que les nombreux autres fabricants et autres artisans seront surpris comme vous, dès lors qu'ils auront réalisés les tests, qu'on espère avec impatience.

[invite90bb2978]

bjr,

A la question: " un PDM peut-il avoir un rendement de plus de 90%, voici une discussion de la MHA. D'après eux, la réponse est non.

riri