Les courants de convection sont des mouvements de fluides (gaz ou liquides) provoqués par des différences de température ou de densité. Contrairement aux solides, où les particules sont fixes, ces phénomènes se produisent uniquement dans les fluides.
La convection est un mécanisme essentiel de transfert de chaleur : l'énergie thermique passe d'une zone chaude (énergie élevée) vers une zone froide (énergie faible), entraînant un déplacement de matière, donc un transfert de masse.
On distingue la convection naturelle ou libre, due aux différences de densité, de la convection forcée, induite par des dispositifs comme un ventilateur ou une pompe. Les cellules formées par ces courants sont appelées cellules de convection ou cellules de Bénard.
Une différence de température génère un mouvement des particules fluides. Dans les gaz et plasmas, elle crée des variations de densité : les fluides chauds, moins denses, montent ; les fluides froids, plus denses, descendent. Ce processus persiste jusqu'à l'équilibre thermique, sauf en présence d'une source d'énergie continue (comme le Soleil).
Les scientifiques modélisent la convection en analysant les forces en jeu, telles que :
Ces phénomènes sont décrits mathématiquement par les équations de convection-diffusion, qui modélisent le transport scalaire.
