Pourquoi se brûle-t-on avec du métal laissé au Soleil, et pas avec du bois?

N'avez-vous pas déjà vécu l'une de ces situations? Une terrasse de café au Soleil, on s'assoit sur une chaise métallique, et on se brûle le fondement, alors que notre voisin, sur un coussin ou une chaise en bois n'est pas perturbé. Ou bien on ramasse un outil laissé en plain soleil, et on sent bien qu'il est brûlant côté métal, et moins désagréable côté manche en bois ou plastique...

En résumé, on se brûle avec du métal exposé au soleil, et pas avec du bois exposé de la même façon. Réponse évidente: le métal est plus chaud que le bois. Facile... Sauf que tout de même, c'est curieux quand on y pense: les deux objets sont dans le même milieu, depuis la même durée, ils devraient être à la température ambiante? Ou alors le métal absorbe plus de lumière qui se transforme en chaleur que le bois? Mais s'ils sont de la même couleur, il n'y a pas de raison que l'un absorbe plus que l'autre... Du coup je ne sais plus trop... Et là, s'il n'y a pas un peu de Robert en vous, vous passez à autre chose... Mais un Robert aime bien chercher à comprendre, à aller un peu plus loin... Alors vraiment? Pas curieux?...

Mais siiii... Un peu de logique: bois et métal, même peinture, même exposition au soleil, donc oui, ils sont sensiblement à la même température. Alors pourquoi se brûle-t-on au métal et pas sur le bois?

Contrairement à ce qu'on pense souvent, notre peau n'est pas équipée de capteurs de température, par contre, elle est sensible aux échanges de chaleur, d'énergie (et oui, chaleur et température, ce n'est pas pareil: la chaleur est une forme d'énergie, la température est une mesure de l'agitation des atomes). Donc, reprenons: si j'ai une sensation de froid, c'est que je perds de l'énergie et inversement si je perçois du chaud. Faisons une petite expérience pour le comprendre:

Mettez votre main gauche dans de l'eau froide et en même temps votre main droite dans de l'eau chaude. Pas de surprise, votre main gauche perçoit du "froid", et votre main droite perçoit du "chaud". On les croirait capable d'estimer la température de l'eau. MAIS, si vous mélangez ensuite rapidement les deux eaux, et obtenez ainsi de l'eau tiède, en plongeant vos deux mains dans la même eau, elles ne percevront plus la même chose: la main gauche dira "c'est chaud" alors que la droite dira "c'est froid". Donc notre peau ne mesure pas de température, mais bien des flux thermiques, des échanges de chaleur. Voyez le même schéma avec une flèche rouge montrant la chaleur qui circule du chaud vers le froid.

D'abord, la main gauche, plus chaude que l'eau, perd de la chaleur. La main droite, au contraire, en gagne. Mais une fois le mélange d'eaux effectué, comme la main gauche est maintenant plus froide que l'eau tiède, elle gagne de l'énergie, et dit "c'est chaud", alors que l'autre dit le contraire. Chaque main a correctement détecté un flux de chaleur dans le bon sens, mais a mal estimé la température.

Appliquons notre raisonnement au métal ou au bois laissé au Soleil. Ces deux matériaux seront plus chauds que nos mains, le flux thermique ira de l'objet chaud vers notre main. Pas de différence pour les deux matériaux alors?

Mais le bois ne se comporte pas de la même façon que le métal: le premier est un isolant thermique et le second un bon conducteur. Le bois possède une résistance thermique 50 fois plus grande que le métal. Or, une petite formule relie le flux à la résistance, avec l'écart de température entre les deux objets qui s'échangent de l'énergie. Plus cette résistance est grande, plus le flus est petit. En d'autres termes, le métal qui est un bon conducteur de chaleur possède une petite résistance, et donc le flux sera intense lorsque vous toucherez un métal chaud. Ainsi, le cri que vous pousserez en vous asseyant en short sur une chaise métallique sera plus intense que sur une chaise en bois...

Une petite application (absolument pas recommandée, que les choses soient claires): si lors d'une grillade, une petite braise s'égare de votre feu de camp, vous pouvez la repousser rapidement dans le feu simplement avec vos doigts, sans vous brûler (on évite de la serrer tendrement dans sa main...), alors que vous prendrez garde à ne jamais toucher un bout de métal sortant du feu... C'est d'ailleurs un début d'explication à propos des "marcheurs sur les braises" d'Inde, qui ne feraient certainement pas la même chose sur les plaques de métal portées au rouge!

Accessoirement, c'est bien sûr la résistance thermique dont il est question au-dessus, qui est indiquée sur les matériaux d'isolation (doubles vitrages, laine de roche ou autre), on se doute que plus cette résistance est grande et plus le flux de déperdition de chaleur de votre maison en hiver sera faible: tout est lié.