Dilatation thermique

La dilatation thermique est un phénomène engendré par une variation de température. Au niveau microscopique, les atomes qui constituent la matière s’écartent ou se rapprochent en fonction de la température. La valeur de la dilatation est fonction de la différence de température, de la longueur caractéristique et de la nature du matériau.

Si on s’intéresse à la dilatation d’un solide dans une seule dimension, la variation de longueur d’une barre subissant un changement de température par exemple, on parle de dilatation thermique linéique. Dans ce cas, la variation de longueur ΔL, exprimée en mètre, est donnée par la relation suivante :

Equation Dilatation thermique

avec :

α_L, le coefficient de dilatation thermique linéique, exprimé en K-¹.

L₀, la longueur initiale, exprimée en m.

ΔT, la différence de température, exprimée en K.

Le coefficient de dilatation thermique linéique α_L traduit l’allongement (L) du matériau (dans une dimension) en fonction de la température, par rapport à une longueur de référence L₀ prise à la température de référence (généralement 0°C ou la température ambiante).

Si l’on considère le volume, on parle de coefficient de dilatation (ou d’expansion) thermique volumique α_V. Pour un matériau isotrope, les coefficients de dilatation thermique linéique et volumique sont liés par la relation suivante :

Equation Dilatation thermique volumique