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Chap 3 : Comment limiter les pertes d'énergie dans une habitation ?

I- Transmission de la chaleur

1- Les transferts thermiques dans l'habitat

Il existe 3 modes de transferts thermiques : la conduction, la convection et le rayonnement. Analysons ces modes de transfert de chaleur dans l'habitat :

2- Sens et effets d'un transfert thermique

Un transfert d'énergie thermique entre deux corps s'effectue toujours du corps chaud vers le corps froid.

3- Flux thermique

Un transfert de chaleur peut se faire plus ou moins rapidement. Le flux thermique, noté F, permet

d'estimer la vitesse à laquelle l'énergie est échangée : F(W)=DQ(J)/Dt(s)avec DQ l'énergie échangée sous forme de chaleur (énergie thermique) et Dt la durée du transfert

thermique. ConductionConvectionRayonnement-Le transfert de chaleur par conduction se fait de proche en proche, sans déplacement de matière, c'est le seul mode de transfert dans les solides ; -Le transfert de chaleur par convection se fait par des mouvements de matière (courant de convection) au sein d'un gaz ou d'un liquide ; -Tout corps porté à une certaine température émet un rayonnement

électromagnétique qui se propage même

dans le vide.

II- La conduction thermique

La conductivité thermique l d'un matériau exprime sa capacité à conduire la chaleur. l s'exprime en W.m-1.°C-1 ou en W.m-1.K-1 Plus l est petit, plus le matériau est isolant.

1- Cas d'une paroi composée d'un seul matériau

Considérons une paroi pleine d'aire S, d'épaisseur,e constituée d'un matériau de conductivité

thermique l.

Notons Q, la quantité de chaleur transférée par conduction à travers la paroi, de la face chaude vers

la face froide, pendant une durée Dt. R est la résistance thermique de la paroi, elle indique sa capacité à ralentir le transfert thermique. Plus sa valeur est grande, plus la paroi est isolante :

R(m².K.W-1) = e(m) / l(W.m-1.K-1)2- Cas d'une paroi composée de plusieurs couches de matériaux différents

La résistance R d'une paroi composée de plusieurs couches de matériaux différents est égale à la

somme des résistances thermiques de chacune des couches.

III- La convection

Dans l'habitat on différencie convection naturelle (ou libre) de la convection forcée.

1- Convection naturelle

Le fluide chaud, moins dense, se met en mouvement ascendant sous l'effet d'une force exercée par le fluide froid plus dense (la poussée d'Archimède). Le chauffage par radiateur ou plancher chauffant, ou le mouvement d'eau dans une casserole chauffée, sont des exemples de convection naturelle.

2- Convection forcée

Le mouvement du fluide est imposé par une différence de pression créée par une pompe ou une

soufflerie. Le chauffage par radiateur électrique soufflant ou une climatisation sont des applications de la convection forcée.Le flux thermique est défini F par :

IV- Le rayonnement thermique

1- Influence de la température T et de l'émissivité e sur la puissance rayonnée

Tous les éléments d'une habitation émettent des rayonnements électromagnétiques (de même nature

que la lumière).

La puissance par unité de surface de ce rayonnement appelée aussi émittance M, est directement

liée à la température T du corps et à l'émissivité e du matériau par la relation :

M(W.m-²) = s x e xT4 (K) avec s la constante de Stefan : 5,67x10-8W.m-2.K-4

L'émissivité e est un coefficient, sans unité, compris entre 0 et 1, qui dépend de la nature du

matériau mais aussi de son état de surface. Elle traduit la capacité d'un matériau à absorber les

rayonnements qu'il reçoit ou à transférer par rayonnement la chaleur qu'il a emmagasiné. -Si e=1 alors la puissance de rayonnement thermique absorbée ou fournie est maximale ; -Si e=0 alors cette puissance est nulle.

Pour réfléchir le rayonnement thermique, on choisit le matériau dont l'émissivité est proche de 0

alors que l'émissivité d'un matériau rayonnant est choisie proche de 1.

2- Température du corps et longueur d'onde de rayonnement

Les rayonnements contribuent au transfert de chaleur ont une longueur d'onde comprise entre

0,1µm et 100µm (rayonnement infrarouge) : cette propriété est utilisée en thermographie où une

caméra IR détecte ces rayonnements.

V- Bilan thermique

Effectuer le bilan thermique d'une enceinte consiste à déterminer les quantités de chaleur entrantes et sortantes lors d'un fonctionnement en régime permanent.

Dans l'habitat, l'objectif est, soit de déterminer la puissance de chauffe à installer, soit de

repérer les zones de pertes thermiques afin de diminuer la facture énergétique.

Depuis juillet 2007, lors de la vente ou de la location d'une habitation, un diagnostic de performance

énergétique (DPE) doit obligatoirement être présenté au futur acheteur ou locataire.

Chaque logement est alors caractérisé par une " étiquette énergie » indiquant la consommation en

kilowattheure par mètre carré et par an.quotesdbs_dbs47.pdfusesText_47