Déperdition Thermique - Eléments de cours Le transfert de chaleur se produit entre deux corps dont les températures sont différentes, la chaleur se déplaçant du corps le plus chaud vers le corps le moins chaud jusqu'à ce que les températures des deux corps soient équilibrées.

Le transfert de chaleur à travers une paroi s'effectue de trois manières différentes :
  • Par conduction : La chaleur se propage en traversant la paroi de la face la plus chaude vers la face la plus froide. C'est par la conduction que la chaleur traverse les parois de l’habitation. Un isolant a pour rôle de freiner ce transfert. On parlera de résistance thermique du matériau.
  • Par convection : L'air en contact avec la surface des parois s'échauffe ou se refroidit se ce qui créé un flux d'air qui transporte la chaleur. Dans une étude thermique, c'est l'un des facteurs d'échange thermique superficiel.
  • Par rayonnement : Le transfert de chaleur par rayonnement se produit entre deux corps non en contact, ayant une température différente. C'est d'ailleurs le seul mode naturel de propagation de chaleur au travers du vide. Contrairement à la convection, ce n'est pas l'air qui transporte l'énergie mais les rayons de chaleur. C'est le deuxième facteur d'échange thermique superficiel.

 

Déperdition Thermique - Simulation de transfert de chaleur L’isolation thermique permet à la fois de réduire les consommations d’énergie de chauffage et/ou de climatisation et d’accroître le confort dans l’habitat. Par ailleurs, l’isolation est bénéfique pour l’environnement car, en réduisant les consommations, elle permet de préserver les ressources énergétiques, limitant ainsi les émissions de gaz à effet de serre.

L’étude à réaliser concerne une unité d’habitation sur laquelle on souhaite effectuer une simulation de déperdition thermique des murs en utilisant le logiciel Solidworks Simulation. Les outils de simulation permettent de visualiser sous forme de courbes, les temps de réponse des différents types de murs d’une maison soumise à une différence de température de 25°C entre l’intérieur et l’extérieur.

L’analyse de ces courbes permet ensuite de classer les matériaux en fonction de leur performance énergétique et de leur résistance au transfert de chaleur.

Dans l’étude suivante, on se propose de tester différents types de parois (Pin, Polystyrène, Cuivre, Verre, Brique Monomur, Paille).

Déperdition Thermique - Banc d’essai Dans une étude thermique, c'est la propriété du matériau à résister à un transfert de chaleur qui est prise en compte. Le coefficient de conductivité thermique Lambda permet de classer le matériau en terme d’efficacité d’isolation. Plus la conductivité est petite, plus le matériau est isolant. Ce coefficient est généralement fourni par le fabriquant de l'isolant après passage sur banc d’essai.

Un banc d’essai représente une pièce dont le « mur » de devant est amovible. Un système à glissières permet de le remplacer très facilement et de placer des isolants à l’intérieur comme à l’extérieur.

Le chauffage intérieur est assuré par une ampoule à incandescence qui permet de réaliser l’action de chauffage. Un thermomètre à sonde logé à l’extérieur du banc d’essai permet la mesure de la température intérieure.

Sur un « mur » de côté, une « fenêtre » double vitrage que l’on peut ouvrir et fermer permet des investigations supplémentaires (mesures de températures à l’aide d’un thermomètre infrarouge par exemple).

L’étude à mener consiste à déterminer expérimentalement la valeur du coefficient Lambda sur différents matériaux

Notice Logiciel CES EDUPACK CES EduPack est une base de données unique comportant des informations complètes sur les propriétés techniques et économiques des matériaux et des procédés. Les notes scientifiques expliquent les bases de la science des matériaux. Les éditions spécialisées accompagnent des domaines tels que les polymères, l’aéronautique, l’ingénierie nucléaire, l’architecture ou la bio ingénierie. De plus, CES EduPack permet de comparer et de sélectionner les matériaux et les procédés en appliquant une méthodologie structurée et en créant des graphiques de sélection utilisables pour les projet d’ingénierie. La version 2011 du logiciel comprend un outil éco-audit qui permet d’explorer les concepts fondamentaux de l’éco-conception, mais aussi un outil éco audit au niveau avancé qui propose des fonctionnalités supplémentaires utiles dans les cours spécialisés et la recherche.

Déperdition Thermique - Matériaux de construction - CES EDUPACK Les matériaux de construction sont très utilisés dans les secteurs du bâtiment et des travaux publics, et leur gamme est relativement vaste. Elle inclut principalement le bois, le verre, l'acier, les matières plastiques (isolants notamment) et les matériaux issus de la transformation de produits de carrières, qui peuvent être plus ou moins élaborés. On a ainsi dérivé de l'argile, les briques, les tuiles, les carrelages, les éléments sanitaires ...

Dans cette étude, on se propose de mettre en œuvre CES EDUPACK afin de rechercher quelques propriétés et caractéristiques thermiques et environnementales sur des produits de construction courants, mais aussi optimiser un choix de matériaux en fonction de contraintes technologiques.

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