CONFORT THERMIQUE - Free

SCIENCES ET TECHNIQUES INDUSTRIELLES
TECHNOLOGIE DE CONSTRUCTION BATIMENT

CONFORT THERMIQUE
Par JEAN YVES PALHEIRE

LYCEE DE L'ACHEULEEN - AMIENS

Toutes remarques ou suggestions seront bienvenues, vous pouvez me joindre
sur mon mail : jean-yves.palheire@ac-amiens.fr
REFERENTIEL BAC PRO AMENAGEMENT FINITION ( extraits) *
1. - POURQUOI ISOLER ? *
2. - GÉNÉRALITÉS SUR LA CHALEUR *
2.1 - DÉFINITION DE LA CHALEUR *
A - QUANTITÉ DE CHALEUR *
B - FLUX DE CHALEUR ? *
2.2 - NOTION DE TEMPÉRATURE *
2.3 - ÉCHANGES DE CHALEUR *
2.31- GÉNÉRALITÉS *
2.32 - LES MÉCANISMES *
2.32.1- ÉCHANGE PAR CONVECTION *
2.32.2 - ÉCHANGE PAR RAYONNEMENT *
2.32.3 - ÉCHANGE PAR CONDUCTION *
2.3 - TRANSFERT DE CHALEUR A TRAVERS UNE PAROI DE BÂTIMENT *
3 - CONDUCTIVITÉ THERMIQUE ? *
3.1 - LE ? D'UN MATÉRIAU EST FONCTION DE : *
3.11 - SA DENSITÉ *
3.12 - SA TEMPÉRATURE *
4- RÉSISTANCE THERMIQUE D'UN MATÉRIAU R *
4.1 CAS D'UN MATÉRIAU HOMOGÈNE *
4.2 - CAS D'UN MATÉRIAU HÉTÉROGÈNE *
4.3- LES MATÉRIAUX ISOLANTS *
5 - RÉSISTANCE THERMIQUE TOTALE D'UNE PAROI *
5.1 - ÉCHANGES SUPERFICIELS ( phénomènes convectifs et radiatifs ) *
5.2. - RÉSISTANCE THERMIQUE DE LA PAROI SEULE *
5.3 - RÉSISTANCE THERMIQUE TOTALE DE LA PAROI *
6. LES DÉPERDITIONS *
6.1 - DÉPERDITIONS PAR RENOUVELLEMENT D'AIR *
6.2 - DÉPERDITION PAR LES PAROIS *
6.21- PERTES PAR LES SURFACES *
6.22 PERTES PAR LES LIAISONS *
6.3 - DÉPERDITIONS TOTALES PAR LES PAROIS *
6.31 - Parois en contact avec l'extérieur *
6.32 - Parois en contact avec un espace non chauffé ( comble, vide
sanitaire ) *
6.4. - EXEMPLE DE CALCUL *
EXERCICES *
7. - L'AIR HUMIDE ( voir cours " l'hydrique " ) *
7.1 - EXEMPLE : *
7.2 - APPLICATION : risque de condensation superficielle *
7.3 APPLICATION : RISQUE DE CONDENSATION DANS LA MASSE *
Classement des matériaux en fonction de leur PERMEANCE *
DEFINITIONS : *
? La PERMEABILITE ( ? ) *
? La PERMEANCE ( P ) *
? La RESISTANCE A LA VAPEUR D'EAU ( Rd ) *
8. - GRADIENT THERMIQUE D'UNE PAROI *
8.1 . MODE OPÉRATOIRE DU TRACE *
8.1.1 - Solution graphique *
8.1.2 - SOLUTION ARITHMÉTIQUE *
8.2 - EXERCICES *
9. BILAN THERMIQUE D'UNE CONSTRUCTION *
9.1 ÉVOLUTION RÉGLEMENTAIRE *
10. - LES ISOLANTS *
10.1 - Les isolants d'origine minérale ( matériaux poreux à cellules
ouvertes ) *
10.2 - Les isolants d'origine végétale *
10.3 - Les isolants de synthèse ( matériaux poreux à cellules fermées ) *
11. - LA CERTIFICATION ACERMI ( annexe 3 ) *
11.1 - TROIS TYPES DE CERTIFICATS *
11.2 - NIVEAUX D'APTITUDE A L'EMPLOI : I.S.O.L.E. *
12 . - RÉGLEMENTATION THERMIQUE DE L'HABITAT NEUF DE 1989 ( Arrêté du 5
avril 1988 ) *
12.1 - LES QUATRE OPTIONS *
13 - ISOLATION THERMIQUE des parois opaques verticales : solutions *
13.1 - ISOLATION PAR L'INTERIEUR *
13.2 - ISOLATION PAR L'EXTERIEUR ( LE MUR MANTEAU ) *
13.2.1 - PRINCIPES *
13.2.2 - TECHNIQUES *
13.2.21 - Enduit sur isolant *
A ) Enduit mince *
B ) Enduit hydraulique *
13.2.22 - Bardage ( toiture verticale ) *
13.2.23 - Vêtage *
13.2.24 - Vêture *
13.2.25 - Bardure *
13.2.3 - CLASSEMENT reVETIR *
13.3 - ISOLATION REPARTIE *
13.31 - blocs perforés de terre cuite *
13.32 - blocs de béton cellulaire *
annexe 1 - COEFFICIENTS " LAMBDA " *
annexe 2 - " R " des matériaux hétérogènes *
annexe 2 (suite) *
annexe 3 - CARTES DES ZONES CLIMATIQUES *
Annexe 4 - DIAGRAMME DE MOLLIER *
annexe 5 - FICHE TECHNIQUE UNIMAT SOL 41 C (classement ACERMI ) *
ANNEXE 6 - FORMULAIRE - UNITES *
BIBLIOGRAPHIE ET SOURCES DOCUMENTAIRES *
CONTROLE DES SAVOIRS TECHNOLOGIQUES *
FICHE DE CONTRAT D'EVALUATION N°1 *
FICHE DE CONTRAT D'EVALUATION N°2 *
FICHE DE CONTRAT DE FORMATION N°3 *
FICHE DE CONTRAT D'EVALUATION N°4 *
CONFORT THERMIQUE - BILAN * 1. - POURQUOI ISOLER ?
1.1 - Pour assurer un certain confort dans les locaux ; il est nécessaire
sous nos latitudes de chauffer les locaux pendant la saison froide
- prévoir un générateur de chaleur
- freiner les déperditions de chaleur ( qui sont inéluctables )

1.2. - Par économie : la production de chaleur coûte cher, pour réduire la
consommation il faut limiter les déperditions.

1.3. -A cause du mode constructif moderne qui tend à limiter l'épaisseur
des parois opaques et à augmenter les surfaces vitrées

1.4. -Pour éviter qu'il se produise de la condensation sur les parois et
dans les parois

1.5. - Pour éviter la sensation de paroi froide, c'est une sensation qui
intervient quand la température surfacique de la paroi a une différence de
plus de 3°C avec la température ambiante de la pièce

2. - GÉNÉRALITÉS SUR LA CHALEUR
2.1 - DÉFINITION DE LA CHALEUR
La chaleur est une forme d'énergie créée par l'agitation moléculaire
intense d'un milieu. Cette agitation est produite par :
2.11- une combustion
2.12-le passage d'un courant électrique
2.13-une réaction chimique ( exothermique )
2.14- la compression d'un gaz
2.15-le frottement de deux matériaux
2.16- l'excitation due à l'effet des micro-ondes sur certaines molécules (
eau )
A - QUANTITÉ DE CHALEUR

C'est l'énergie calorifique. Elle s'exprime en joule ( J ) on utilise aussi
le wattheure ( Wh )
1 Wh = 3.6 x 103 joules 1j = 0.278 x 10-3 Wh
B - FLUX DE CHALEUR ?
C'est la quantité de chaleur passant au travers d'un m² de paroi pendant 1
seconde, notée ? elle s'exprime en w / m².
|LOI DE FOURIER |[pic] |? en W /m² |
| | |? en W / m . °C |
| | |? ? en °C |
| | |épaisseur en m |
| | | |
On peut ? ? en ? l'épaisseur du matériau

On peut ? ? en ? ? ?

On peut ? ? en ? ?
2.2 - NOTION DE TEMPÉRATURE
La température se traduisant par une agitation moléculaire il n'existe pas
de limite supérieure mais il existe un point d'arrêt ( plus d'agitation )
qui se situe à - 273.16 °C.
Cette limite est appelée " zéro absolu "
Le kelvin [ K ] est la 1/273.16 partie de la température thermodynamique du
point triple de l'eau.
- température de congélation de l'eau : 0°C
- température d'ébullition de l'eau : 100 °C
Température en degré Celsius ( °C ) = température en kelvin - 273.16
? Chauffer un corps, c'est augmenter le niveau d'agitation interne des
particules en leur communiquant de l'énergie
? Refroidir c'est au contraire diminuer le niveau d'agitation en leur
retirant de l'énergie
? CHAUD et FROID : Il n'existe pas de température précise pour laquelle on
passe du chaud au froid, c'est la sensation " difficile " du confort à
exprimer et qui dépend de chacun de nous

2.3 - ÉCHANGES DE CHALEUR

2.31- GÉNÉRALITÉS

L'échange de chaleur se produit inévitablement entre deux éléments dont la
température est différente.

[pic]

L'échange de chaleur s'établit entre l'air et le métal jusqu'à ce que les
températures des deux éléments soient identiques ( 30°C par exemple )


LA CHALEUR VA TOUJOURS DU CORPS CHAUD VERS LE CORPS FROID

Ainsi, il est faux de dire que l'isolation empêche le froid de rentrer.
L'ISOLATION FREINE LA SORTIE DE LA CHALEUR.

Aucun moyen ne permet d'empêcher l'échange de chaleur. On peut seulement
freiner cet échange par l'isolation.

2.32 - LES MÉCANISMES

Il y a 3 mécanismes d'échange de chaleur :
2.32.1- ÉCHANGE PAR CONVECTION

[pic]Ce mécanisme d'échange est propre aux fluides ( gaz ou liquide ) Au
contact d'un corps chaud le fluide se met en mouvement et se déplace vers
le corps froid au contact duquel il perd son énergie calorifique créant
ainsi un mouvement de convection qui accélère les échanges thermiques entre
les corps chauds et les corps froids


[pic]
LA CONVECTION PEUT-ÊTRE NATURELLE OU FORCÉE





2.32.2 - ÉCHANGE PAR RAYONNEMENT


[pic]

Quelle que soit sa température, un corps rayonne de la chaleur vers
d'autres corps plus froid que lui à travers des milieux tels que l'air ou
le vide.
Mais un corps qui serait porté à 0 k ( - 273.16 °C ) ne rayonne plus !!!!

? CET ÉCHANGE SE PRODUIT MÊME DANS LE VIDE

2.32.3 - ÉCHANGE PAR CONDUCTION


[pic]


L'échange se fait par vibration des molécules qui se propage de proche en
proche dans les solides
La chaleur se propage avec plus ou moins de facilité suivant la nature et
les caractéristiques géométriques d'un corps.

2.3 - TRANSFERT DE CHALEUR A TRAVERS UNE PAROI DE BÂTIMENT
[pic]

| | | |
|Échange par convection et |Échange |Échange par convection et |
|rayonnement |par |rayonnement |
| |conductio| |
| |n | |

La résistance thermique de la paroi caractérise son aptitude à " RALENTIR "
le transfert thermique

Pour la calculer, il faudra prendre en compte :

? LES PHÉNOMÈNES ÉCHANGES SUPERFICIELS INTERNES ET EXTERNES
( convection et rayonnement )

? LA CONDUCTION A TRAVERS LA PAROI
3 - CONDUCTIVITÉ THERMIQUE ?

C'est le flux de chaleur ( en watt ) qui traverse 1 m² de paroi, pour 1 m
d'épaisseur et pour une différence de température de 1°C entre les deux
faces pendant l'unité de temps.

? s'exprime en W/m °C
[pic]



Les matériaux HOMOGÈNES sont caractérisés par leur ?

? plus ? est petit, plus le matériau est isolant

Conductivité : c'est l'aptitude du matériau à se laisser traverser p