Rapport de labo : Isolation thermique - Bois, Verre, Plexiglas

INSTITUT SUPERIEUR DES ETUDES
TECHNOLOGIQUES DE RADES
TP N°2 : ISOLATION
THERMIQUE
ANNEE UNIVERSITAIRE : 2020-2021
CLASSE : L1-EAD-GE

TP N°2 : ISOLATION THERMIQUE
1
I. INTRODUCTION
L’isolation thermique est une technique qui vit à minimiser les échanges de chaleur entre deux milieux
séparés par un milieu intermédiaire. Elle s’appuie essentiellement sur la connaissance des grandeurs
thermiques conductrices des parois ainsi que sur le choix des épaisseurs de celle-ci.
Dans cette manipulation, on se propose d’étudier expérimentalement l’isolation thermique d’un
modèle réduit de maison avec trois types différents de parois pour déterminer la conductivité
thermique.
II. ELEMENTS DU MONTAGE EXPERIMENTAL :
Le montage expérimental comporte les éléments suivants :
 Un modèle réduit de maison.
 Une source de chaleur de 100W.
 Une paroi en bois d’épaisseur 1cm
 Une paroi en plexiglass d’épaisseur 0,4cm
 Une paroi en verre d’épaisseur 0,4cm
 Huit thermomètres à affichage digital.
 Le couvercle de la maison.
 Quatre vis de fixation de couvercle.
III. PRINCIPE DE LA MANIPULATION :
1. On fixe trois types de parois avec de différents matériaux (bois, verre et plexiglass) sur le
modèle réduit de maison.
2. On place les sondes sur les deux côtés de chaque paroi
3. On place une sonde sur la source de chaleur
4. On mesure la température ambiante de la salle
5. On mesure toutes les cinq les températures intérieure et extérieures de trois parois.
IV. MOTS CLES :
TS : température de la source (k)
TP1 : température intérieure du matériau (k),
TP2 : température extérieure du matériau (k),
Ta : température ambiante (k)
L, h1, h2 coefficient de conduction
e : épaisseur du matériau (m)
fi : le flux de chaleur qui passe (Watt)
f1 = h1 (TS - TP1) : flux passant de la source vers le matériau.

TP N°2 : ISOLATION THERMIQUE
2
Ts
TP1
TP2
f1
f3
f1 = h1 (TS – TP1) : flux passant de la source vers le matériau.
f2 = 
 : flux passant à travers du matériau.
f3= h2 (TP2 – Ta) : flux passant de l’extérieur du matériau vers l’ambiant.
K est le coefficient du conducteur thermique :
K= 
V. CALCUL DE COEFFICIENT DU CONDUCTEUR THERMIQUE DU BOIS :
t [min]
0
5
10
15
20
25
30
35
TS [C°]
18,5
40
53
60
63
66
68
70
TP1 [C°]
16,2
18,5
21,3
23,2
25,3
27,7
30
31,2
TP2 [C°]
15,5
15,5
15,6
15,8
15,7
15,9
15,9
16
Ta [C°]
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
t [min]
0
5
10
15
20
25
30
35
TS [k]
291,65
313,15
326,15
333,15
336,15
339,15
341,15
343,15
TP1 [k]
289,35
291,65
294,45
296,35
298,45
300,85
303,15
304,35
TP2 [k]
288,65
288,65
288,75
288,95
288,85
289,05
289,05
289,15
Ta [k]
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
On a :
260
280
300
320
340
360
0 5 10 15 20 25 30 35
Variation de T°
TS [k] TP1 [k] TP2 [k] Ta [k]
Source de
Chaleur
f2

TP N°2 : ISOLATION THERMIQUE
3
A l’équilibre on a: f1 = f2 = f3 = 100 Watt
f1 = h (T – TP) h =  
 h1 = 2,58
f2 = 
   0,07
f3= h2 (TP2 – Ta) h2 = 
 h2= 333,3
K est le coefficient du conducteur thermique du bois :
Kbois= 
 Kbois= 0, 54 Watt/m²K
VI. CALCUL DE COEFFICIENT DU CONDUCTEUR THERMIQUE DU VERRE :
t [min]
0
5
10
15
20
25
30
35
TS [C°]
18,5
40
53
60
63
66
68
70
TP1 [C°]
16,9
19,5
22,6
24,6
26,7
29
31,2
32,2
TP2 [C°]
16,2
17
18,9
20,5
22,1
24
25,9
26,7
Ta [C°]
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
t [min]
0
5
10
15
20
25
30
35
TS [k]
291,65
313,15
326,15
333,15
336,15
339,15
341,15
343,15
TP1 [k]
290,05
292,65
295,75
297,75
299,85
302,15
304,35
305,35
TP2 [k]
289,35
290,15
292,05
293,65
295,25
297,15
299,05
299,85
Ta [k]
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
260
280
300
320
340
360
0 5 10 15 20 25 30 35
Variation de T°
TS [k] TP1 [k] TP2 [k] Ta [k]

TP N°2 : ISOLATION THERMIQUE
4
A l’équilibre on a: f1 = f2 = f3 = 100 Watt
f1 = h (T – TP) h =  
 h1 = 2,65
f2 = 
   0,07
f3= h2 (TP2 – Ta) h2 = 
 h2= 9,1
K est le coefficient du conducteur thermique du verre :
KVerre= 
 Kverre= 0, 54 Watt/m²K
VII. CALCUL DE COEFFICIENT DU CONDUCTEUR THERMIQUE DU
PLEXIGLASS :
t [min]
0
5
10
15
20
25
30
35
TS [C°]
18,5
40
53
60
63
66
68
70
TP1 [C°]
16,4
17
23,6
26,5
28,4
30,6
32,8
34
TP2 [C°]
15,5
16,3
18,5
22,7
22,5
24
25,7
26,6
Ta [C°]
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
15,7
t [min]
0
5
10
15
20
25
30
35
TS [k]
291,65
313,15
326,15
333,15
336,15
339,15
341,15
343,15
TP1 [k]
289,55
290,15
296,75
299,65
301,55
303,75
305,95
307,15
TP2 [k]
288,65
289,45
291,65
295,85
295,65
297,15
298,85
299,75
Ta [k]
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
288,85
260
280
300
320
340
360
0 5 10 15 20 25 30 35
Variation de T°
TS [k] TP1 [k] TP2 [k] Ta [k]