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 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. 2. 3. 4. 5. On fixe trois types de parois avec de différents matériaux (bois, verre et plexiglass) sur le modèle réduit de maison. On place les sondes sur les deux côtés de chaque paroi On place une sonde sur la source de chaleur On mesure la température ambiante de la salle 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. 1 TP N°2 : ISOLATION THERMIQUE f1 = h1 (TS – TP1) : flux passant de la source vers le matériau. f2 = 𝐿 (TP1−TP2) 𝑒 : 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= 1 h1 V. 1 + h2 𝑒 𝐿 CALCUL DE COEFFICIENT DU CONDUCTEUR THERMIQUE t [min] TS [C°] TP1 [C°] TP2 [C°] Ta [C°] t [min] TS [k] TP1 [k] TP2 [k] Ta [k] + DU BOIS : 0 5 10 15 20 25 30 35 18,5 40 53 60 63 66 68 70 16,2 18,5 21,3 23,2 25,3 27,7 30 31,2 15,5 15,5 15,6 15,8 15,7 15,9 15,9 16 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 0 5 10 15 20 25 30 35 291,65 313,15 326,15 333,15 336,15 339,15 341,15 343,15 289,35 291,65 294,45 296,35 298,45 300,85 303,15 304,35 288,65 288,65 288,75 288,95 288,85 289,05 289,05 289,15 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 Variation de T° 360 340 320 300 280 260 0 5 10 TS [k] On a : 15 TP1 [k] TP1 Ts Source de f1 20 TP2 [k] 25 30 35 Ta [k] TP2 f2 f3 Chaleur 2 TP N°2 : ISOLATION THERMIQUE A l’équilibre on a: f1 = f2 = f3 = 100 Watt f1 = h1 (T𝑆 – TP1) f2 = h1 = 𝐿 (TP1−TP2) 𝐿= 𝑒 f3= h2 (TP2 – Ta) f1 h1 = 2,58 (TS – TP1) f2 TP1−TP2 h2 = 𝑒 𝐿 = 0,07 f3 h2= 333,3 TP2 – Ta K est le coefficient du conducteur thermique du bois : Kbois= 1 h1 VI. + h2 𝑒 + Kbois= 0, 54 Watt/m²K 𝐿 CALCUL DE COEFFICIENT DU CONDUCTEUR THERMIQUE t [min] TS [C°] TP1 [C°] TP2 [C°] Ta [C°] t [min] TS [k] TP1 [k] TP2 [k] Ta [k] 1 DU VERRE : 0 5 10 15 20 25 30 35 18,5 40 53 60 63 66 68 70 16,9 19,5 22,6 24,6 26,7 29 31,2 32,2 16,2 17 18,9 20,5 22,1 24 25,9 26,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 0 5 10 15 20 25 30 35 291,65 313,15 326,15 333,15 336,15 339,15 341,15 343,15 290,05 292,65 295,75 297,75 299,85 302,15 304,35 305,35 289,35 290,15 292,05 293,65 295,25 297,15 299,05 299,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 Variation de T° 360 340 320 300 280 260 0 5 10 TS [k] 15 TP1 [k] 20 TP2 [k] 25 30 35 Ta [k] 3 TP N°2 : ISOLATION THERMIQUE A l’équilibre on a: f1 = f2 = f3 = 100 Watt f1 = h1 (T𝑆 – TP1) f2 = h1 = 𝐿 (TP1−TP2) 𝐿= 𝑒 f3= h2 (TP2 – Ta) f1 h1 = 2,65 (TS – TP1) f2 TP1−TP2 h2 = 𝑒 𝐿 = 0,07 f3 h2= 9,1 TP2 – Ta K est le coefficient du conducteur thermique du verre : KVerre= VII. 1 h1 + CALCUL 1 h2 + DE 𝑒 Kverre= 0, 54 Watt/m²K 𝐿 COEFFICIENT DU CONDUCTEUR THERMIQUE DU PLEXIGLASS : t [min] TS [C°] TP1 [C°] TP2 [C°] Ta [C°] t [min] TS [k] TP1 [k] TP2 [k] Ta [k] 0 5 10 15 20 25 30 35 18,5 40 53 60 63 66 68 70 16,4 17 23,6 26,5 28,4 30,6 32,8 34 15,5 16,3 18,5 22,7 22,5 24 25,7 26,6 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 0 5 10 15 20 25 30 35 291,65 313,15 326,15 333,15 336,15 339,15 341,15 343,15 289,55 290,15 296,75 299,65 301,55 303,75 305,95 307,15 288,65 289,45 291,65 295,85 295,65 297,15 298,85 299,75 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 288,85 Variation de T° 360 340 320 300 280 260 0 5 10 TS [k] 15 TP1 [k] 20 TP2 [k] 25 30 35 Ta [k] 4 TP N°2 : ISOLATION THERMIQUE A l’équilibre on a: f1 = f2 = f3 = 100 Watt f1 = h1 (T𝑆 – TP1) f2 = h1 = 𝐿 (TP1−TP2) 𝐿= 𝑒 f3= h2 (TP2 – Ta) f1 (TS – TP1) f2 TP1−TP2 h2 = 𝑒 f3 TP2 – Ta h1 = 2,78 𝐿 = 0,054 h2= 9,17 K est le coefficient du conducteur thermique du plexiglass : Kplexiglass= 1 h1 + 1 h2 + 𝑒 𝐿 Kplexiglass= 0, 54 Watt/m²K VIII. CONCLUSION : Dans ce TP nous avons expérimenté l’isolation thermique de trois types de matériels (bois, verre et plexiglass). On peut conclure les points que la conductivité de ces trois matériels sont adénitiques bien qu’ils n’ont pas la même épaisseur. 5
