Faites bouillir de l'eau dans une casserole et observez le mouvement. L'eau du fond chauffe, se dilate, devient moins dense et monte. L'eau plus froide en surface descend pour prendre sa place. Cette circulation est la convection, le transfert de chaleur par le mouvement d'un fluide. Elle se produit dans les liquides et les gaz, où les particules sont libres de se déplacer. Elle ne se produit pas dans les solides, où les particules sont fixées.

La convection est à l'origine de nombreux phénomènes naturels. Elle crée le vent, lorsque l'air chaud s'élève au-dessus des terres et que l'air froid s'engouffre depuis la mer. Elle est le moteur des courants océaniques, les eaux chaudes remontant près de l'équateur et les eaux froides descendant près des pôles. Elle alimente les systèmes météorologiques, l'air chaud et humide s'élevant et formant des nuages. Dans le manteau terrestre, les courants de convection déplacent les plaques tectoniques sur des millions d'années. Au sein du Soleil, les cellules de convection transportent l'énergie de l'intérieur vers la surface. La convection est souvent associée à la conduction et au rayonnement dans les discussions sur le transfert de chaleur, mais elle est la seule à nécessiter un fluide en mouvement.

Exemples de convection

• Eau bouillante. L'eau chaude monte, l'eau froide descend.
• Brise marine. L'air chaud au-dessus des terres monte, l'air frais de la mer arrive.
• Courants océaniques. L'eau chaude monte, l'eau froide descend, ce qui entraîne la circulation.
• Convection du manteau. Les courants lents déplacent les plaques tectoniques.

La convection est différente de la conduction. La conduction transfère la chaleur par contact. La convection transfère la chaleur par le mouvement d'un fluide.