Les transferts de chaleur dans les bâtiments (régime statique). •Notions de base. •Les trois modes de transfert de chaleur. •.Maîtrise de la chaleur Les trois modes de transfert de chaleur. •La conduction. •La convection. •Le rayonnement. La conduction. La conduction est le moyen par lequel la chaleur •circule de proche en proche dans un matériau •ou passe d'un corps à un autre en contact physique direct, par simple interaction moléculaire. Les molécules du secteur le plus chaud se heurtent vivement entre elles et transmettent leur énergie de vibration aux molécules voisines. La vitesse de progression du flux de chaleur à travers un corps, sa conductivité thermique, dépend de l'aptitude de ses molécules et de ses électrons à recevoir et à transmettre la chaleur. La convection. On définit la convection comme • l'échange de chaleur entre une surface et un fluide mobile à son contact, • le déplacement de chaleur au sein d'un fluide par le mouvement d'ensemble de ses molécules d'un point à un autre. La convection. Lorsque la chaleur est seule responsable de ces mouvements, on appelle ce phénomène convection naturelle. Le transfert de chaleur est plus important lorsqu'on accélère la circulation du fluide contre la paroi. Par exemple, on refroidit plus vite une cuillerée de soupe brûlante en soufflant au-dessus. On appelle ce phénomène convection forcée. Le rayonnement. Tous les matériaux rayonnent sans arrêt de l'énergie dans toutes les directions, à la suite du mouvement continuel de vibration de leurs molécules situées en surface. Alors que le rayonnement solaire comporte essentiellement des radiations de courtes longueurs d'onde émises à très hautes températures, le rayonnement thermique terrestre est principalement constitué de grandes longueurs d'onde et de l'infrarouge lointain, émises à une température bien inférieure. Exemple: Le rayonnement thermique. L'intensité du rayonnement thermique provenant d'une surface dépend non seulement de la température de cette surface, mais aussi de son émissivité. •La plupart des matériaux de construction par exemple ont une émissivité de 0,9 environ •Par contre, les surfaces brillantes finement polies des métaux émettent un rayonnement thermique faible. Le rayonnement thermique. Tous les matériaux n'absorbent pas le rayonnement thermique; certains le réfléchissent et/ou le transmettent. En général, ce sont seulement les surfaces brillantes finement polies, comme le papier aluminium, qui réfléchissent un pourcentage élevé du rayonnement thermique qu'elles interceptent. Le verre, qui laisse pratiquement traverser l'ensemble du rayonnement solaire l'atteignant, absorbe par contre presque tout le rayonnement thermique qu'il intercepte, infrarouge proche ou lointain. Ce phénomène qui permet de piéger la chaleur est appelé communément "effet de serre". L’isolation. Le rôle de l'isolation thermique est •de préserver le confort •de réduire les échanges thermiques avec l’ambiance extérieure si celle-ci est froide, l'isolation garde la chaleur si celle-ci est chaude, l'isolation préserve la fraîcheur. Le pouvoir isolant d'un matériau est exprimé par sa conductivité thermique. Les facteurs influençant le plus la conductivité thermique d'un matériau sont •le poids volumique, •la teneur en eau, •la taille des pores d'air •et la nature du solide les renfermant. L’isolation. L'isolant peut se placer de diverses manières dans un mur (à l'extérieur, en sandwich ou à l'intérieur) sans influencer la qualité d'isolation thermique de la paroi. Cependant, sa position modifie l'inertie de la paroi ainsi que le risque de condensation. L’isolation. La forme de l’enveloppe. Le coefficient de forme, ou de compacité, mesure le rapport de la surface de l'enveloppe déperditive au volume habitable (m²/m³). La porosité des matériaux, conjuguée à leur exposition à l'eau, fait varier la conductivité thermique. Valeurs λ en condition sèche et en condition humide. Isolation transparente. •Utilisation contrôlée du rayonnement solaire par effet de serre •Réduction des déperditions thermiques.
