Nouveau modèle approché permettant de simuler avec une bonne précision le comportement thermique de locaux en régime transitoire dans des conditions d'environnement restrictives. Utilisation de la méthode du formalisme matriciel pour l'analyse du transfert thermique en régime variable dans les parois multicouches à constantes réparties. Le modèle est établi à partir d'hypothèses simplificatrices . On montre que la puissance thermique fourni est à chaque instant réparti, en première approximation, proportionnellement aux modules des admittances thermiques régime sinusoïdal et aux réponses temporelles régime impulsionnel. Étude expérimentale sur un modèle de grand volume 14m(3) montrant le rôle important de l'effusivité des premiers matériaux dans les échanges thermiques intérieurs et dans la consommation d'énergie (régime transitoire) et le rôle important des isolants dans le rayonnement.

ETUDES THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DU TRANSFERT DE CHALEUR EN REGIME TRANSITOIRE ENTRE UN FLUIDE ET UNE PAROI

L'OBJECTIF MAJEUR DE CETTE RECHERCHE EST L'ETUDE ET LA MODELISATION DE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE DES MATERIAUX GRANULAIRES UTILISES DANS LE BATIMENT COMME ISOLANT ; A CETTE EFFET NOUS AVONS CHOISI COMME SUPPORT EXPERIMENTAL LES BILLES DE VERRE EXPANSE ET LES BILLES D'ARGILE EXPANSEE. LES CONDUCTIVITES THERMIQUES ONT ETE MESUREES EN REGIME STATIONNAIRE PAR LA METHODE DITE METHODE DES BOITES QUI A ETE DEVELOPPEE AU LABORATOIRE D'ETUDES THERMIQUES ET SOLAIRES DE L'UNIVERSITE CLAUDE BERNARD DE LYON. D'AUTRE PART, UNE NOUVELLE METHODE DE MESURE DE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE A BASSE TEMPERATURE A ETE CONCUE ET MISE EN UVRE. NOUS AVONS PROPOSE UNE MODELISATION DES TRANSFERTS THERMIQUES DANS LES MILIEUX GRANULAIRES ; CELLE CI REPOSE SUR LA COMBINAISON DE DEUX MODES DE TRANSFERT, LE PREMIER TENANT COMPTE DES PHENOMENES DE CONDUCTION PURE ET LE SECOND SUR LE TRANSFERT RADIATIF DANS LE VIDE INTERGRANULAIRE. UNE HYPOTHESE A ETE VERIFIEE CONCERNANT LA REPARTITION SERIE-PARALLELE DES STRATES DU MODELE RETENU, A SAVOIR QUE L'ON PEUT CONSERVER LA DISTRIBUTION RETENUE AVEC LES BILLES SEULES ET L'UTILISER POUR MODELISER LES TRANSFERTS LORSQUE LE VIDE INTERGRANULAIRE EST REMPLI D'EAU LIQUIDE, DE GLACE ET DE CIMENT. CECI NOUS A PERMIS D'APPORTER UNE CONTRIBUTION INTERESSANTE A LA MODELISATION THERMIQUE DES MILIEUX GRANULAIRES

LE PRESENT TRAVAIL CONTRIBUE A L'ETUDE DES TRANSFERTS COUPLES CONDUCTION-RAYONNEMENT DANS LES MILIEUX SEMI-TRANSPARENTS (MST). L'EQUATION DE TRANSFERT RADIATIF DANS UN ISOLANT FIBREUX EST RESOLUE A L'AIDE D'UN MODELE A DEUX FLUX DANS LE CADRE D'UN MUR UNIDIMENSIONNEL A PAROIS OPAQUES, NON GRIS ET DIFFUSANT. LA SOURCE RADIATIVE AINSI CALCULEE EST INCLUSE DANS UN MODELE AUX DIFFERENCES FINIES QUI PERMET DE RESOUDRE L'EQUATION DE LA CHALEUR, EN REGIME PERMANENT OU INSTATIONNAIRE, DANS LE CAS D'UN MATERIAU DONT LES PROPRIETES THERMOPHYSIQUES VARIENT AVEC LA TEMPERATURE. DEUX DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX, ADAPTES A UN SPECTROMETRE INFRAROUGE COMMERCIAL, ONT ETE REALISES EN VUE DE MESURER, D'UNE PART LA REFLECTIVITE DIRECTIONNELLE NORMALE DE MATERIAUX OPAQUES, PLANS ET LISSES DANS UNE GAMME DE TEMPERATURE ALLANT DE 20 A 1000#OC, D'AUTRE PART LA TRANSMITTIVITE DIRECTIONNELLE DE MST ENTRE L'AMBIANTE ET 600#OC. EN OUTRE, UN TROISIEME DISPOSITIF PERMET LA MESURE DES TRANSMITTIVITES ET REFLECTIVITES BIDIRECTIONNELLES DE MST DIFFUSANTS DANS LE DOMAINE SPECTRAL SITUE ENTRE 2 ET 10 MICROMETRES. L'ANALYSE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX PERMET D'EVALUER LES PARAMETRES RADIATIFS DES CONSTITUANTS D'UNE PROTECTION THERMIQUE MULTI-ECRANS. LES MODELES NUMERIQUES SIMULENT LE COMPORTEMENT D'UNE CELLULE DE BASE DE CETTE STRUCTURE EN REGIME TRANSITOIRE ET EN REGIME PERMANENT, AFIN D'EN CALCULER LA CONDUCTIVITE THERMIQUE EQUIVALENTE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE. LES VALEURS OBTENUES EN BON ACCORD AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES RELATIVES AUX PROTECTIONS THERMIQUES EXISTANTES, PEUVENT ETRE UTILISEES POUR SIMULER LE COMPORTEMENT THERMIQUE D'UNE STRUCTURE MULTI-ECRANS

PROPOSITION ET ANALYSE DES MODELES MATHEMATIQUES SIMPLES ETABLIS EN REGIME VARIE, ACCESSIBLES AUX MICROORDINATEURS ET RENDANT COMPTE AVEC UNE PRECISION SUFFISANTE DU COMPORTEMENT THERMIQUE DES BATIMENTS. LES PAROIS OPAQUES SONT, DANS UN PREMIER TEMPS, MODELISES PAR DIFFERENTS SCHEMAS ELECTRIQUES DONT LA VALIDITE ET LES LIMITES SONT DETERMINEES. PROPOSITION DE DEUX MODELES DE BATIMENT: LE PREMIER BASE SUR UNE DESCRIPTION GLOBALE DES ECHANGES THERMIQUES, LE SECOND ISSU D'UNE ANALYSE DES PHENOMENES PLUS FINE ET D'UN DECOUPAGE DE L'HABITAT EN DEUX ZONES. LARGE EVENTAIL DE LEURS POSSIBILITES, COHERENCE DES BILANS THERMIQUES OBTENUS A PARTIR DE SIMULATIONS ANNUELLES SONT MONTRES. EN PARALLELE, ETUDE DE LA MODELISATION DE LA VENTILATION D'UN LOGEMENT

RAPPEL DE LA FORMULATION DE BASE DES FONCTIONS INTEGRALES D'INFLUENCE. APPLICATION DE CELLES-CI A L'ETUDE DES DIVERS TYPES DE TRANSFERTS THERMIQUES DANS UN BATIMENT ET EN PARTICULIER D'UNE CELLULE EXPERIMENTALE COMPORTANT UNE SERRE ACCOLEE. DESCRIPTION DE LA CELLULE EXPERIMENTALE DE SON INSTRUMENTATION ET DE SCENARIOS DE MERCURE UTILISEES. VALIDATION SUR CETTE CELLULE DU MODELE THEORIQUE OBTENU EN UTILISANT LE CRITERE DE TEMPERATURE RADIANTE SUR REGIME PERMANENT OU TRANSITOIRE