Thermostat
Un thermostat est un système assurant une température constante. Cela peut-être un dispositif passif (bouteille isotherme) dans lequel la température est conservée relativement constante pendant une durée limitée. Cela peut-être un dispositif actif, c'est-à-dire un appareil servant à réguler une température.
[modifier] Paroi isolantes
Certains matériaux sont des isolants thermiques. Un récipient dont la paroi est faite dans un tel matériau permet de conserver pendant un temps plus ou moins long (fonction des propriétés d'isolation du matériau) une température constante quelles que soient les variations de température extérieure.
En fait, l'isolation n'est jamais parfaite, la paroi transmet tout de même la chaleur. Un tel dispositif ne permet en fait que de ralentir l'équilibre thermique qui finira de toute manière par s'établir entre le contenant du récipient et l'extérieur.
Le meilleur isolant vis-à-vis de la conductivité thermique est le vide : l'absence d'atome ne permet pas la transmission d'énergie cinétique de proche en proche, la seule transmission possible est la radiation. Un isolant idéal est donc une double-paroi avec le vide à l'intérieur, et qui réfléchit les rayonnements infrarouges (par exemple la paroi externe est métallisée sur sa face interne) ; il existera toujours des ponts de matière entre les deux parois pour les maintenir à distance.
Il est très difficile de maintenir un vide, cela nécessite en général un pompage actif. On se contente souvent d'une couche d'air entre les parois : l'air est en effet un excellent isolant thermique tant qu'il est immobile (principe de la fourrure, de la laine, du double vitrage), par contre, il peut transmettre la chaleur par convection. C'est la solution en général retenue pour les bouteilles isothermes : une ampoule de verre métallisée dans une bouteille de plastique, le plastique jouant le rôle de deuxième paroi et de protection contre les chocs.
Le meilleur exemple de thermostat passif est la bombe calorimétrique.
[modifier] Appareil de régulation active
Le premier thermostat a été développé par Albert Butz en 1886 qui a donné naissance à la société Honeywell. Il permettait de commander une trappe d'arrivée d'air sur une chaudière à charbon. En 1906, Honeywell développait déjà un thermostat associé à une horloge, d'où la naissance du thermostat à horloge.
Historiquement un thermostat a longtemps été constitué d'un système à bilame qui ouvrait un circuit électrique quand la chaleur atteignait un certain stade et fermait ce circuit dès que l'on descendait en dessous de cette même température. En pratique, tout se passait comme s'il avait existé en fait deux températures voisines, le système thermique possédant lui-même une certaine inertie (comparable à l'hystérésis dans le domaine du magnétisme).
Les thermostats à basse tension ont longtemps utilisé un interrupteur au mercure associé à un élément bimétallique spiralé pour assurer la commutation. Ce mécanisme, en utilisant un interrupteur sans contacts secs, offre une durabilité exceptionnelle. Plusieurs de ces thermostats, dont la série T8x de Honeywell, furent populaire durant des décennies, mais on leur préfère maintenant les modèles électronique, qui posent moins de problèmes environnementaux en fin de vie. La plupart du temps, les modèles électroniques détectent les variations de température à l'aide d'un thermistor, c'est-à-dire une résistance qui varie en fonction de la température.
Les anciennes voitures de la SNCF utilisaient pour le chauffage un autre système de régulation n'ayant pas la discontinuité ni les problèmes de fiabilité du thermostat, et qui était fondé sur un système du genre pont de Wheatstone.
