Calculateur du nombre de Nusselt
Rédigé par Thierno Sadou Diallo, formule vérifiée selon notre méthodologie • Mis à jour le 22/08/2026
Le nombre de Nusselt se calcule avec Nu = h × L ÷ k, où h est le coefficient de convection, L une longueur caractéristique et k la conductivité thermique du FLUIDE (pas du solide). Un nombre de Nusselt de 1 signifierait un transfert par conduction pure ; plus il est élevé, plus la convection domine.
Explication
Le nombre de Nusselt mesure de combien la convection améliore le transfert de chaleur par rapport à ce qui se produirait par simple conduction dans une couche de fluide immobile de même épaisseur. Un nombre de Nusselt égal à 1 correspondrait à un transfert purement conductif, sans aucun mouvement du fluide ; en pratique, un écoulement en convection franchit très largement cette valeur, souvent par plusieurs dizaines à plusieurs centaines de fois, ce qui traduit l'efficacité bien supérieure du transport de chaleur par le mouvement du fluide (par exemple un radiateur soufflant) par rapport à la conduction seule (l'air immobile autour d'un radiateur classique). Ce nombre partage exactement la même forme mathématique que notre calculateur du nombre de Biot, une source fréquente de confusion : le nombre de Biot utilise la conductivité thermique du SOLIDE étudié pour savoir si sa température interne peut être considérée comme uniforme, tandis que le nombre de Nusselt utilise la conductivité du FLUIDE environnant pour caractériser l'efficacité de l'échange convectif lui-même — deux questions physiques différentes qui aboutissent, par coïncidence de notation, à une formule visuellement identique. En ingénierie thermique, le nombre de Nusselt est généralement obtenu à partir de corrélations empiriques (souvent en fonction des nombres de Reynolds et de Prandtl, voir notre calculateur du nombre de Prandtl) plutôt que mesuré directement, car h lui-même est rarement connu à l'avance.
Exemple : convection naturelle dans l’air
Données d'entrée
Coefficient de convection : 25 W/(m²·K). Longueur caractéristique : 0,1 m. Conductivité de l’air : 0,026 W/(m·K).
Calcul
Nu = (25 × 0,1) ÷ 0,026 ≈ 96,15.
Résultat
Ce nombre de Nusselt d’environ 96 signifie que la convection transfère la chaleur environ 96 fois plus efficacement que la conduction seule dans une couche d’air immobile de même épaisseur.
Questions fréquentes
Pourquoi les nombres de Biot et de Nusselt ont-ils la même formule apparente ?
C'est une coïncidence de notation qui prête souvent à confusion : les deux nombres comparent un coefficient de convection à une conductivité thermique divisée par une longueur, mais ils répondent à des questions physiques différentes. Le nombre de Biot regarde À L'INTÉRIEUR du solide (peut-on le traiter comme ayant une température uniforme ?), tandis que le nombre de Nusselt regarde LE FLUIDE qui l'entoure (à quel point la convection est-elle efficace par rapport à la conduction dans ce fluide ?).
Comment obtient-on le coefficient de convection h en pratique ?
Le coefficient de convection h est rarement mesuré directement : il est le plus souvent déduit d'une valeur de Nusselt calculée à partir de corrélations empiriques établies expérimentalement, qui expriment Nu en fonction du nombre de Reynolds (régime d'écoulement) et du nombre de Prandtl (propriétés du fluide). Ce calculateur effectue donc le calcul dans le sens inverse de l'usage le plus courant en ingénierie, mais reste utile dès que h est déjà connu ou mesuré.
Un nombre de Nusselt élevé signifie-t-il toujours un meilleur système de refroidissement ?
Un nombre de Nusselt élevé indique un transfert de chaleur convectif efficace pour la géométrie et l'écoulement considérés, mais un bon système de refroidissement dépend aussi d'autres facteurs (surface d'échange totale, différence de température disponible, contraintes de coût et d'encombrement). Le nombre de Nusselt est un indicateur d'efficacité locale du transfert, pas une mesure directe de la performance globale d'un système.