analyse de singularités thermiques de bâtiments par modélisation
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Thermogram’ 2009 41 ANALYSE DE SINGULARITÉS THERMIQUES DE BÂTIMENTS PAR MODÉLISATION NUMÉRIQUE Véronique LE SANT Sylvain PIERRARD, Pascal RIDOUX, Jean-Baptiste HENRY LNE – Laboratoire National de métrologie et d’Essais Département Télédétection 29 rue Roger Hennequin 78197 Trappes Elancourt [email protected] 01 30 69 12 10 Résumé Il est de plus en plus courant de détecter les singularités thermiques du bâtiment, en utilisant la thermographie infrarouge qui offre l'avantage de fournir une image donc une représentation visuelle du phénomène thermique. L'objet de ce travail est d’analyser par une modélisation simple quelques singularités thermiques et de montrer leur impact sur la répartition superficielle des températures de l’enveloppe du bâtiment dans le but d'établir des corrélations plus fines avec les images thermiques obtenues par thermographie infrarouge. La première partie de cette communication sera donc consacrée à la présentation de modèles de simulation de ponts thermiques. Cette partie consiste à décrire les hypothèses adoptées pour la simulation, c’est à dire à préciser les principales conditions aux limites utilisées et le mode de calcul des ponts thermiques étudiés. Dans la seconde partie, seront explicités les résultats obtenus pour un certain nombre de ponts thermiques de liaison. REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 42 Thermogram’ 2009 1 - INTRODUCTION Les singularités thermiques dans le bâtiment correspondent aux endroits où l'hypothèse que le transfert thermique a lieu uniquement dans l'épaisseur de la paroi, n'est plus acceptable. On peut citer les raccordements de parois, les ponts thermiques en partie courante de parois, les liaisons avec le sol. [3] Il est de plus en plus courant de détecter les irrégularités de température de surface, engendrées par ces singularités, en utilisant la thermographie infrarouge qui offre l'avantage de fournir une image donc une représentation visuelle du phénomène thermique. Le LNE utilise la thermographie infrarouge depuis une trentaine d'années comme outil d'investigation pour des applications très différentes comme la recherche de pollutions marines, la détection de cavités karstiques, le contrôle des d'ouvrages d'art. Dans le domaine de l'évaluation des déperditions énergétiques, notre objectif est de mieux comprendre et interpréter les images infrarouges en s'appuyant sur des images thermiques numériques plus "faciles" à obtenir en faisant varier les hypothèses. La première partie de ce travail est donc d’analyser par une modélisation simple, les singularités thermiques, les plus usuelles dans un premier temps, et de montrer leur impact sur la répartition superficielle des températures de l’enveloppe du bâtiment, en fonction de la géométrie du bâtiment, de la nature des matériaux de construction employés (béton, parpaing, brique, bois, ..) et du type d’isolation choisi (intérieure, extérieure, répartie) Elle servira à établir des corrélations plus fines avec les images thermiques obtenues par thermographie infrarouge. Ce présent travail s’appuie sur un outil de calcul aux éléments finis (COMSOL). 2 - PRÉSENTATION DES MODÈLES DE SIMULATION 2.1. L’outil de calcul Les modèles de ponts thermiques ont été simulés à l’aide du logiciel d’éléments finis COMSOL, en régime stationnaire. Dans un premier temps, les calculs ont été réalisés en 2D afin d’analyser les gradients thermiques provoqués par ces singularités thermiques, puis en 3D afin de visualiser leur effet sur l’enveloppe du bâtiment. L'ensemble des parties d'un bâtiment est soumis aux transferts thermiques, qui sont des échanges de chaleur entre l'intérieur du bâtiment et l'extérieur. Les échanges thermiques se font de 3 manières. - Par conduction à l’intérieur des parois du bâtiment : ces échanges dépendent de la conductivité thermique λ (W/m.K) des matériaux constituants les parois et de leur épaisseur. Les valeurs de λ utilisées pour les simulations sont issues principalement de la référence [2]. - Par convection avec l’environnement du bâtiment : ces échanges convectifs intérieurs et extérieurs sont caractérisés par un coefficient d’échange « h » et la température ambiante intérieure du bâtiment ou température du milieu extérieur. Les valeurs retenues pour ces deux types d’échanges convectifs intérieur/extérieurs sont issues de [3]. REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 Thermogram’ 2009 43 Pour les échanges convectifs intérieurs, ce coefficient dépend de la position de la paroi (verticale ou horizontale) et de la saison (hiver/été), ce qui permet de tenir compte de la stratification horizontale des couches d’air, dont la température croit avec la hauteur. En revanche, les échanges convectifs extérieurs dépendent fortement du vent. Les valeurs des coefficients d’échange intérieurs sont indiquées pour la saison d’hiver. Le coefficient d’échange extérieur est donné pour une vitesse de vent de 2m/s. - Par rayonnement avec l’environnement du bâtiment : ces échanges sont caractérisés par un coefficient d’échange radiatif qui nécessite de connaître l’émissivité ε des parois et une température d’environnement. Les températures d’environnement sont prise égales aux températures ambiantes. A noter comme hypothèse, que les échanges radiatifs dus au soleil, aux appareils électriques et de chauffage ne sont pas pris en compte. Les données utilisées pour simuler les pertes thermiques engendrées par les ponts thermiques concernent les matériaux pris en compte dans la constitution des parois, les températures ambiante et d’environnement du bâtiment, les coefficients d’échange avec l’environnement de type convectif et radiatif. Ces données sont présentées dans les tableaux ci-dessous. Les matériaux alvéolaires (briques, parpaings) sont modélisés comme des matériaux homogènes. Paramètres conductifs Parties du bâtiment λ (W/m.K) Matériaux Refend Plancher béton brique 1.75 0.53 Balcon granit béton cellulaire (planelle) parpaing polystyrène enduit terre Vide sanitaire 2.9 0.094 1.15 0.04 1.5 1.3 1 Façade Sol Paramètres convectifs hc(W/m².K) T(°C) Paroi verticale Plancher Plafond intérieur 5.6 1.0 6.6 19 extérieur 10 - - 4 Paramètres radiatifs Emissivité ε T (°K) intérieur 0.9 277 extérieur 0.9 292 REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 44 Thermogram’ 2009 Pour toutes les simulations décrites ci-dessous, les murs de façade considérés sont en parpaing de 20 cm d’épaisseur, recouvert d’enduit ; l’isolant est du polystyrène de 5cm d’épaisseur. L’épaisseur des refends et planchers est de 10 cm. 2.2. Ponts thermiques étudiés Par définition [1], [4], un pont thermique est une partie de l’enveloppe du bâtiment où la résistance thermique, par ailleurs uniforme, est sensiblement réduite par une absence ou une dégradation locale de l’isolation et donnent lieu à d’importantes fuites de chaleur vers l’extérieur. Les ponts thermiques d’un bâtiment se situent aux jonctions entre parois mais sont également présents au sein des parois elles-mêmes. Dans cette communication nous nous intéresserons exclusivement aux ponts thermiques de liaisons (PTL). Les ponts thermiques de liaison les plus courants dans le bâtiment se situent aux jonctions des façades et planchers, façades et refends, façades et toitures, façades et planchers bas, ainsi qu’à tous les percements (portes, fenêtres, loggias…). Ces ponts thermiques sont plus ou moins importants selon la constitution des parois (isolées ou non). Les ponts thermiques principaux sont schématisés sur la figure ci-dessous : 4 1 2 2 3 1 5 Figure 1 – Ponts thermiques de liaison (PTL) 1 - Liaisons courantes entre parois verticales. Il s'agit de liaisons angles mur - mur ou mur - refend. 2 - Liaisons avec un plancher intermédiaire. Il s'agit de liaisons entre un plancher intermédiaire et un mur donnant sur l'extérieur ou entre un plancher intermédiaire et un mur et/ou un refend donnant sur l'extérieur. 3 - Liaisons avec un plancher bas sur terre plein ou vide sanitaire. Il s'agit de liaisons entre un plancher bas sur terre plein et un mur donnant sur l'extérieur ou sur un local non chauffé. 4 - Liaisons avec un balcon 5 - Liaisons courantes aux encadrements Il s'agit de liaisons entre la menuiserie des fenêtres, portes, ou porte-fenêtres avec les murs, les refends ou les toitures de l'enveloppe. Ces liaisons ne sont pas traitées dans le cadre de cette présente étude. REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 Thermogram’ 2009 45 3 - RÉSULTATS 3.1. Liaisons entre parois verticales 3.1.1. Liaisons angle mur-mur Il existe deux types d’angle mur-mur : l’angle sortant et l’angle rentrant La liaison angle sortant correspond par exemple à la liaison entre la façade d’un bâtiment et son pignon. Pour la liaison angle sortant, 4 configurations ont été simulées : (a) - murs non isolés, (b) - murs isolés par l’intérieur (c) - murs isolés par l’extérieur (d) - murs avec isolation mixte (un mur isolé par l’intérieur, un mur isolé par l ‘extérieur). De la même façon, pour la liaison angle rentrant, 2 configurations ont été simulées : (e) - murs isolés par l’intérieur (f) - murs isolés par l’extérieur Les simulations ont été réalisées dans un premier temps en bi-dimensionnel (2D), sur un angle sortant ce qui permet de visualiser les gradients de température à l’intérieur de la paroi en fonction du type d’isolation (figure 2). T°C 19 extérieur 14 intérieur 10 (a) (b) (c) (d) 4 Figure 2 : représentation 2D des gradients de température interne Le graphique ci-dessous (figure 3) représente la répartition de température superficielle de la façade extérieure. Isolation façade 8 a T(°C) 7 ∆T(°C) a Pas d’isolation 2.5 b extérieure 0.55 c intérieure 0.64 6 5 b c 4 -0.7 -0.2 0.3 0.8 x(m) Figure 3 : répartition de température superficielle externe REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 46 Thermogram’ 2009 On remarque sur ce graphique que le gradient lié au pont thermique à l’angle des 2 murs est environ 4 fois moins élevé dans le cas d’une façade isolée. Par contre, dans le cas d’une isolation extérieure, ce gradient est plus localisé autour de l’angle. La figure 4 ci-dessous est une représentation des simulations réalisées en 3D pour chacune des configurations d’angles de mur : sortant et rentrant. Cette figure illustre l’impact du pont thermique lié à l’angle de deux murs en fonction des différents types d’isolation. (a) (d) 8°C 6°C 4°C (b) (c) Figure 4 : représentation 3D vue faces externes des murs (a) : pas d’isolation (d) : isolation mixte (b), (e) : isolation intérieure (c), (f) : isolation extérieure 6°C 5°C 4°C (e) (f) 6°C 5°C 4°C Contrairement aux angles sortants, on observe pour les angles rentrants, une augmentation locale de la température superficielle sur la face externe de la façade. Ces représentations des ponts thermiques obtenues en 3D, pour les deux types d’angle : sortant, rentrant, et quelque soit l’isolation de la façade (intérieure ou extérieure), sont caractéristiques de singularités thermiques qu’on peut observer par thermographie infrarouge comme le montre l’image ci-dessous Angle sortant Angle rentrant Image d’angles rentrant et sortant de façade obtenue par thermographie [5] REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 Thermogram’ 2009 47 3.1.2. Liaison mur-refend Les déperditions thermiques causées par un pont thermique de liaison façade-refend ont été simulées en 2D. Le mur de façade est isolé à l’intérieur. L’influence de la liaison façade-refend sur la répartition de température superficielle externe a été analysée en faisant varier la nature du matériau constituant le refend : béton, parpaing, brique. 6 béton parpaing brique T (°C ) 5.5 5 4.5 -1 Béton λ=1.75 W /m.K Parpaing λ=1.15 W/m.K Bri que λ=0.53 W/m.K Figure 5 : représentation 2D des gradients de température interne -0.5 0 0.5 1 x(m) Figure 6 : température superficielle Les résultats de la simulation pour les trois types de matériau constituant le refend sont présentés en 2D (figure 5). Le graphique (figure 6) représente la répartition de température sur la face externe de la façade pour chaque refend. On constate de toute évidence que l’utilisation de matériau de construction moins conducteur de la chaleur que d’autres permet d’abaisser le pont thermique. En effet, le refend en brique génère à sa jonction avec le mur en parpaing un pont thermique nettement plus faible que le refend en béton. 3.2. Liaison plancher courant - mur Les déperditions thermiques causées par les abouts de dalle de plancher courant ont été simulées. Deux cas de figure sont représentés : la dalle de plancher traversant le mur de façade (figure 7a) et la dalle de plancher « non traversant », qui est fixée sur le mur intérieur de la façade (fig. 7b). Dans les deux cas, le pont thermique lié à la liaison plancher-mur a été traité au moyen d’une planelle rajoutée en about de plancher. planelle Figure 7.a – plancher traversant REIMS, 10 et 11 décembre 2009 planelle Figure 7.b – plancher non traversant Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 48 Thermogram’ 2009 3.2.1. Cas du plancher traversant le mur 4 configurations ont été simulées : - mur non isolé, traité avec une planelle (AP) ou sans planelle (SP), - mur isolé par l’intérieur, traité (AP) ou non traité (SP). Les murs de façade considérés sont isolés à l’intérieur. Le plancher est en béton. La planelle est en maçonnerie courante de 3cm d’épaisseur (brique alvéolaire), complétée par une bande isolante en polystyrène de même épaisseur. Sur la figure 8 ci-dessous, sont représentés en 2D, les gradients thermiques obtenus par simulation dans l’épaisseur du mur de façade pour les 4 cas : Mur non isolé (SP) (AP) Mur isolé (SP) (AP) Figure 8 : représentation 2D des gradients de température interne Le graphique ci-dessous figure 9 représente la répartition de température superficielle sur la face externe de la façade. 8 Façade planelle ∆ T(°C) non isolée SP 0.6 non isolée AP 1.3 isolée SP 1.1 isolée AP 0.8 T(°C) 7 non isolé SP 6 non isolé AP isolé SP isolé AP 5 4 -1 -0.5 0 x(m ) 0.5 1 Figure 9 : répartition des températures superficielles sur le mur externe de la façade REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 Thermogram’ 2009 49 Ces courbes montrent que l’effet d’une planelle diffère en fonction de l’isolation de la façade. Lorsque la façade n’est pas isolée, la planelle a pour conséquence de créer une isolation locale de la paroi et de ce fait la température superficielle en about de dalle plus faible que le reste de la paroi externe de la façade. Lorsque la façade est isolée, la planelle a pour effet de créer également une isolation locale sur la face externe de la façade mais engendre des fuites thermiques de part et d’autre de celle-ci. Ce phénomène a été analysé au moyen d’une simulation réalisée en 3D et est aisément observable sur la figure 10 ci-dessous. Sur cette figure est représenté l’impact d’une planelle placée en about de dalle traversant un mur isolé par l’intérieur. Mur isolé à l’intérieur SP AP AP Figure 10 : Les impacts vus de l’extérieur Figure 11 : Les impacts vus de l’intérieur La simulation 3D de la liaison mur-plancher a permis de mettre en évidence un autre effet néfaste visible sur la paroi intérieure de la façade (figure 11). On constate que les températures superficielles intérieures sont plus faibles au niveau de l’angle paroi-dalle que sur le reste des parois (environ 6°C de moins). On sait que le risque de condensation liée à une température superficielle plus faible localement peut entraîner des pathologies diverses telles que des fissurations, des salissures et l’apparition de moisissures. L’influence du pont thermique du à la liaison dalle de plancher-mur en fonction de l’épaisseur d’isolant placé sur le mur intérieur de la façade a été étudiée. Le graphique ci-dessous (figure 12) présente le gradient superficiel maximal observé au niveau de l’about de dalle sur la face externe de la façade en fonction de différentes épaisseurs d’isolant. 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0 2 4 6 8 10 ép a i sse u r i sol a n t ( c m ) Figure 12 : gradient de température sur la face externe de la façade REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 50 Thermogram’ 2009 Ce graphique montre de toute évidence, que la présence d’une isolation intérieure de la façade augmente sensiblement les pertes thermiques au niveau de la liaison plancher-mur mais son épaisseur ne joue pas un rôle prépondérant à ce niveau. En effet, dans un bâtiment non isolé, les ponts thermiques représentent de faibles déperditions car les déperditions totales par les parois sont très fortes (cf. figure 9) 3.2.2. Cas du plancher non traversant le mur 2 configurations ont été simulées : le mur de façade isolé par l’intérieur, avec ou sans planelle placée en about du plancher. Les matériaux sont identiques au cas du plancher traversant le mur. La figure 13 ci-dessous illustre l’impact déperditions thermiques du bâtiment. du type de liaison plancher-paroi verticale sur les Plancher traversant SP Plancher non traversant AP SP AP Figure13 : représentation 3D des gradients de températures superficielles externes On constate en effet, que les fuites thermiques dans le cas d’un plancher « non traversant » et isolé du mur intérieur de la façade au moyen d’une planelle ne sont pas visibles contrairement aux 3 autres cas. Le graphique figure 14 représente les répartitions de température superficielle du mur de façade pour ces 4 configurations Ce graphique montrent clairement que dans le cas d’un plancher non traversant et traité au moyen d’une planelle, la répartition de température reste uniforme sur toute la face externe du mur de façade. 6 Plancher traversant SP traversant AP planelle ∆ T(°C) traversant SP 1.1 traversant AP 0.8 non traversant SP 0.85 non traversant AP 0.02 non traversant SP T(°C) non traversant AP 5 4 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 x(m) 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Figure 14 : répartition de température superficielle externe On retrouve également coté mur intérieur de la façade, l’intérêt d’un plancher fixé au mur par rapport au plancher traversant le mur. Les températures superficielles intérieures sont uniformes sur toute la paroi y compris au niveau de l’angle paroi plancher. REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 Thermogram’ 2009 Plancher traversant AP 51 Plancher non traversant AP Figure 15 : représentation 3D des gradients de températures superficielles coté intérieur 3.3. Liaison façade - refend - plancher Une simulation en 3D (figure 16) a été effectuée sur la configuration de liaison suivante : - plancher intermédiaire en béton et non traversant - mur de façade isolé par l’intérieur - refend en béton, parpaing, brique. Figure 16 : représentation 3D de la liaison façade-plancher-refend Cette simulation 3D permet de visualiser sur la figure 17 ci-dessous, l’impact du pont thermique lié à ce type de liaison en fonction de la nature du matériau de construction du refend. refend en bé ton refend en parpaing re fend en bri que Figure 17 : Représentation 3D des déperditions thermiques liées à la liaison mur-plancher-refend Cette figure est très typique de ce qu’on peut observer sur l’image thermographique ci-dessous [5]. Elle démontre que la présence de cette singularité thermique sur cette image n’est pas provoquée par un défaut d’isolation de ce bâtiment mais est inhérent à son mode de construction. REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 52 Thermogram’ 2009 Image d’un pont thermique de liaison façade-refend-plancher, obtenue par thermographie [5] 3.4. Liaison façade - balcon Les déperditions thermiques causées par la présence d’un balcon ont été simulées. La configuration étudiée, présentée figure 18, est la suivante : - un mur de façade isolé intérieurement - un balcon dont la dalle est en béton de 10 cm d’épaisseur ; ce balcon est en prolongation du plancher intérieur également en béton. La configuration du plancher est comparable à celle d’un plancher « traversant ». balcon plancher Figure 18 : liaison balcon-mur-plancher Les déperditions thermiques causées par la présence du balcon ont été comparées à celles obtenues pour un plancher traversant le mur de façade (cf. §3.2.1). T(°C) 10 8 6 4 Figure 19 : Comparaison des déperditions thermiques en façade, en présence ou non d’un balcon en béton REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 Thermogram’ 2009 53 On remarque sur cette figure représentant les déperditions thermiques obtenues par simulation, que le balcon dont la dalle est en prolongation du plancher intérieur, agit comme une ailette. La chaleur interne du bâtiment est conduite à l’extérieur par le béton qui est un conducteur de la chaleur, et est dissipée par le balcon. C’est ce qu’on observe également par thermographie infrarouge comme le montre l’image ci-dessous. balcons Image thermique d’une façade d’un bâtiment comportant des balcons [5] Le graphique ci-dessous figure 20, représente la répartition de température superficielle sur la face externe du mur de façade pour les deux configurations avec ou sans balcon. L’influence de la liaison balcon-mur de façade a été analysée en faisant varier la nature du matériau de la dalle du balcon : bois, béton, granit. 6 balcon bois balcon béton balcon marbre sans balcon Figure 20 : température superficielle sur la face externe du mur de façade T(°C) 5.5 5 4.5 -1 -0.5 0 x(m ) 0.5 1 Ce graphique montre que la présence du balcon tend à compenser les pertes dues au pont thermique de liaison mur-plancher d’autant plus que celui est conçu dans un matériau de construction moins conducteur de la chaleur tel que le bois. 3.4. Liaisons plancher bas - mur Pour simuler le pont thermique de liaison plancher bas-mur de façade, nous avons distingué deux cas de configuration de plancher : le plancher sur terre plein et le plancher sur vide sanitaire. Pour chaque configuration, deux types d’isolation du plancher ont été étudiées. - Le plancher est isolé en sous face par une couche de polystyrène. Dans cette configuration, le plancher bas est en contact direct avec l’extérieur. - Le plancher est isolé par dessus au moyen d’une chape flottante déposée sur du polystyrène. Dans cette configuration, la chape n’est pas en contact direct avec l’extérieur, elle est isolé sur sa périphérie par l’isolant intérieur du mur de façade. REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 54 Thermogram’ 2009 Pour toutes les configurations simulées, le mur de façade est isolé intérieurement; les fondations sont en béton, le plancher bas et la chape flottante sont également en béton. Plancher isolé par-dessus chape flottante Plancher isolé en sous-face Plancher sur terre plein Plancher sur vide sanitaire Plancher sur terre plein Plancher sur vide sanitaire Figure 21 : liaison mur de façade-plancher bas Les simulations thermiques pour chacune de ces 4 configurations ont été réalisées dans un premier en 2D, afin de visualiser le passage des fuites thermiques de l’intérieur vers l’extérieur au niveau de la liaison plancher bas-mur de façade. Ces simulations sont présentées sur la figure 22 ci-dessous en zoomant la partie entourant le pont thermique. Plancher isolé en sous-face Plancher isolé par dessus chape flottante Plancher sur terre plein Plancher sur vide sanitaire Plancher sur terre plein Plancher sur vide sanitaire Figure 22 : représentation 2D des déperditions thermiques dues à la liaison mur de façadeplancher bas 6 terre plein isolé dessous vide sanitaire isolé dessous terre plein isolé par dessus vide sanitaire isolé par dessus T(°C) 5.5 5 4.5 4 -1 -0.5 0 0.5 1 x(m) Figure 23 : répartition des températures superficielles le long du sol et du mur de façade REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 Thermogram’ 2009 55 La figure 23 présente la répartition des températures superficielles obtenues par simulation le long du sol et du mur de façade pour les 4 configurations présentées figure 21. Ces courbes montrent en particulier que l’utilisation d’une isolation sous chape flottante est une solution de traitement efficace des fuites thermiques vers l’extérieur et permet de réduire notablement le pont thermique au niveau de la liaison mur de façade-plancher bas et ce quelque soit le mode de construction : sur terre plein ou sur vide sanitaire. Les images obtenues par simulation en 3D, pour un plancher bas sur terre plein, et présentées sur la figure 24, confirment les résultats ci-dessus et sont caractéristiques d’une singularité qu’on peut observer par thermographie infrarouge. Cependant, sur l’image thermographique, on ne peut pas distinguer le mode de construction du plancher bas de ce bâtiment. Plancher isolé en sous-face Plancher isolé par-dessus Chape flottante Figure 24 : représentation 3D des déperditions thermiques liées à la liaison mur-plancher bas 4. Image thermique d’une singularité thermique située à la jonction d’un bâtiment et du sol [5] CONCLUSION Le comportement thermique de ponts thermiques de liaison courants a été simulé numériquement à l’aide d’un outil de calcul aux éléments finis en régime stationnaire. Cet outil nous a permis de faire varier un certain nombre de paramètres physiques tels que la nature des matériaux de construction employés, le système d’isolation et le type de système constructif. Les premières influences mises à jour par cette analyse semblent réalistes. En effet, la comparaison des résultats de simulation obtenus en 3D et des images obtenues par thermographie infrarouge ont montré que les modèles de ponts thermiques développés et présentés dans ce rapport sont capables de reproduire les irrégularités de température de surface observées par thermographie infrarouge. La modélisation thermique semble être un outil complémentaire pour l’analyse de la qualité thermique des bâtiments. Les simulations répétées de différents cas de figure, pour différents paramètres physiques permettent d’acquérir une connaissance qui peut être mise à profit dans l’interprétation des images thermographiques et en particulier d’aider à expliquer l’origine des singularités thermiques détectées. Notre objectif est d’une part de poursuivre ces investigations afin d’établir des corrélations entre des images numériques de ponts thermiques bien définis et des images thermographiques. A terme, l’aspect dynamique du comportement thermique du bâtiment devrait être pris en compte pour une corrélation plus précise avec l’image thermographique qui visualise la répartition des température de surface à un instant donné. REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009 56 Thermogram’ 2009 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] Les ponts thermiques dans le bâtiment – Guide Pratique du CSTB [2] Aide-mémoire du Thermicien – Edition 1987 [3] Comportement thermique dynamique des bâtiments : simulation et analyse – Guide Technique de l’Ingénieur B 2 041 [4] Réglementation Thermique des bâtiments RT 2005 (col. FFB) [5] LNE – Département Télédétection – Thermographie de bâtiments d’une ville des Yvelines réalisées durant l’hiver 2007-2008 REIMS, 10 et 11 décembre 2009 Congrès National de Thermographie THERMOGRAM' 2009
