Chaleur: propagation où diffusion ?

[Nodarp]

Bonjour !
…Une chose que je n’ai jamais comprise :
On parle de l’équation de Fourier décrivant la propagation de la chaleur.
Mais de toute évidence, la chaleur ne se propage pas, elle se diffuse, se répand à la manière de la goutte d’encre dans le verre d’eau ?…pour moi la propagation, c’est l’onde, c’est le phénomène qui se déplace laissant derrière lui les choses en l’état, comme l’impulsion verticale donnée à la corde attachée à l’arbre !
La pierre jetée dans l’eau calme de l’étang présente d’ailleurs les 2 phénomènes :
La « bosse d’eau » se propage en cercles concentriques, mais aussi, elle se répand au pourtour du cercle, d’où la diminution de l’amplitude…
Pour parler de propagation dans un barreau métallique ne faudrait-il pas que la chaleur insufflée à un bout passe et même rebondisse à l’autre bout du barreau ?
Ne faut-il pas toujours un coefficient de rigidité dans la description d’un phénomène de propagation ?

Quelqu’un pourrait-il m’éclairer ?
Merci

[Victor]

Tu peux dire que les support de la chaleur dans les métaux ou dans les liquides c'est des phonons, c'est des vibrations acoustiques mais c'est plus compliqué que ça il y a aussi des phénomènes de convection où c'est la matière qui se déplace

[bongo1981]

Bonjour !
…Une chose que je n’ai jamais comprise :
On parle de l’équation de Fourier décrivant la propagation de la chaleur.

Je ne suis pas trop d’accord sur la terminologie.

Mais de toute évidence, la chaleur ne se propage pas, elle se diffuse, se répand à la manière de la goutte d’encre dans le verre d’eau ?…

La chaleur à 3 voies de transmission :
- le rayonnement : ce sont des photons qui emportent l’excédent d’énergie
- la convection : la matière chaude se déplace vers les régions les plus froides
- la conduction : il n’y a pas de transport de matière, l’agitation thermique se transmet de proche en proche

La diffusion ressemble plutôt à de la conduction : l’origine est un gradient de température (équation de Fourier)
Pour la convection, l’origine est plutôt liée à une différence de densité en fonction de la température (modèle de Rayleigh Benard).
Quant au rayonnement c’est la loi de Stefan.

pour moi la propagation, c’est l’onde, c’est le phénomène qui se déplace laissant derrière lui les choses en l’état, comme l’impulsion verticale donnée à la corde attachée à l’arbre !

Je suis d’accord, mais la propagation des ondes n’est pas pilotée par la même équation (équation de D’Alembert).

La pierre jetée dans l’eau calme de l’étang présente d’ailleurs les 2 phénomènes :
La « bosse d’eau » se propage en cercles concentriques, mais aussi, elle se répand au pourtour du cercle, d’où la diminution de l’amplitude…

Pour moi la pierre jetée, c’est un phénomène : propagation des ondes.

Pour parler de propagation dans un barreau métallique ne faudrait-il pas que la chaleur insufflée à un bout passe et même rebondisse à l’autre bout du barreau ?
Ne faut-il pas toujours un coefficient de rigidité dans la description d’un phénomène de propagation ?

Quelqu’un pourrait-il m’éclairer ?
Merci

Dans un péhnomène de propagation, il y a bien une grandeur liée à la rigidité qui donne une célérité (c’est elle qui joue un rôle de l’équation de D’Alembert).
C’est bien là la différence avec la propagation de la chaleur, impossible qu’il y ait un rebond, à partir du moment où le gradient thermique est dans un seul sens.

[Nodarp]

Merci pour vos éclaircissements !
Je ma rends compte qu’il ne s’agissait en fait, que d’une question de vocabulaire ! Derrière le mot propagation je ne voyais que l’onde.
Effectivement le dico dit :
1 diffusion
2 extensions, progrès
3 mouvement de déplacement d'énergie
4 multiplication d'une espèce, reproduction
5 fait de s'éloigner de son origine pour une onde ou tout phénomène physique

Il y a bien la notion de diffusion !

Les phénomènes 3 et 5 seraient décrit par ’équation de D’Alembert) tandis que 1, 2,4 le seraient par 1 2 4 celle de Fourier…(en gros).

En écrivant mon exemple de pierre lancée dans l'eau, j’ai repensé à un problème qui m’a toujours fasciné : dans sa communication « heuristique » concernant l’effet photo-électrique Einstein a insisté sur le « rayonnement en aiguille » de ce qu’on a appelé plus tard « le photon » : c’était pour lui aussi important que le reste du contenu de sa communication .On s’attend en effet a ce qu’un phénomène se dilue dans l’espace où il se produit : dilution nulle Lelong d’un fil, selon une loi en carré dans le plan, en cube dans l’espace…il y a à la fois propagation au sens 3 et dilution. Là ce n’était pas ce cas et ce ne pouvait l’être : un quantum d’énergie ne peu se dissoudre…
Mais c’est un autre problème qui pourrait être l’objet d’une autre discussion.
Qu’en pensez-vous ?

[bongo1981]

On s’attend en effet a ce qu’un phénomène se dilue dans l’espace où il se produit : dilution nulle Lelong d’un fil, selon une loi en carré dans le plan

Si vous mentionnez une sorte de théorème de Gauss, j'aurais dit en 1/r

en cube dans l’espace…

en 1/r²

il y a à la fois propagation au sens 3 et dilution. Là ce n’était pas ce cas et ce ne pouvait l’être : un quantum d’énergie ne peu se dissoudre…
Mais c’est un autre problème qui pourrait être l’objet d’une autre discussion.
Qu’en pensez-vous ?

Les phénomènes quantiques sont un vastes sujet...