{"id":4010,"date":"2018-08-06T14:51:53","date_gmt":"2018-08-06T12:51:53","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=4010"},"modified":"2018-09-24T17:28:34","modified_gmt":"2018-09-24T15:28:34","slug":"2-2-stockage-de-chaleur","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/2-2-stockage-de-chaleur\/","title":{"rendered":"2.2 Stockage de chaleur"},"content":{"rendered":"

Les \u00e9l\u00e9ments d’enveloppe ext\u00e9rieurs sont soumis \u00e0 de continuelles fluctuations de temp\u00e9rature et de flux thermique dues \u00e0 l’influence du rayonnement et \u00e0 l’\u00e9volution journali\u00e8re de la temp\u00e9rature ext\u00e9rieure. Pour appr\u00e9hender correctement les fluctuations temporelles de la temp\u00e9rature dans un \u00e9l\u00e9ment, l’effet d’accumulation thermique doit \u00eatre pris en compte. Chaque mat\u00e9riau a la capacit\u00e9 d’absorber de la chaleur et de la stocker:<\/p>\n

(2.48)<\/div>\n

<\/p>\n

2.2.1 Mat\u00e9riaux homog\u00e8nes<\/h2>\n

La capacit\u00e9 d’accumulation de chaleur d’un mat\u00e9riau de construction homog\u00e8ne et d’\u00e9paisseur semi-infinie peut \u00eatre caract\u00e9ris\u00e9e par son effusivit\u00e9 thermique b<\/i>:<\/p>\n

(2.49)<\/div>\n

<\/p>\n

Quand deux corps de dimensions semi-infinies ayant des temp\u00e9ratures diff\u00e9rentes (T<\/i>1<\/sub>, T<\/i>2<\/sub>) sont mis en contact thermique, la temp\u00e9rature T<\/i>0<\/sub> qui s’\u00e9tablit \u00e0 la surface de contact d\u00e9pend de l’effusivit\u00e9 thermique b<\/i>j<\/i><\/sub>:<\/p>\n

(2.50)<\/div>\n

<\/p>\n

La diffusivit\u00e9 thermique a<\/i> procure une mesure de la rapidit\u00e9 \u00e0 laquelle une perturbation de la temp\u00e9rature se propage dans le mat\u00e9riau:<\/p>\n

(2.51)<\/div>\n

<\/p>\n

La profondeur de p\u00e9n\u00e9tration \u03b4<\/i> repr\u00e9sente, pour un mat\u00e9riau de dimension semi-infinie, la profondeur \u00e0 laquelle l’oscillation de la temp\u00e9rature de surface est r\u00e9duite par un facteur 1\/e :<\/p>\n

(2.52)<\/div>\n

<\/p>\n

\"Profondeur<\/div>\n
Fig.\u202f2.34:\u2002Profondeur de p\u00e9n\u00e9tration et att\u00e9nuation des oscillations de temp\u00e9rature<\/div>\n

<\/h3>\n
\"Transmission<\/div>\n
Fig.\u202f2.35:\u2002Transmission thermique p\u00e9riodique<\/div>\n

<\/h3>\n

La profondeur de p\u00e9n\u00e9tration d\u00e9pend de la p\u00e9riode\u00a0T<\/i> de l’oscillation de temp\u00e9rature. Ainsi, les courtes perturbations de temp\u00e9rature p\u00e9n\u00e8trent moins profond\u00e9ment dans le mat\u00e9riau que les perturbations de plus longues dur\u00e9es.<\/p>\n

<\/div>\n
Tab.\u202f2.16:\u2002Carat\u00e9ristiques thermiques de divers mat\u00e9riaux<\/div>\n

<\/h3>\n

A cause de la capacit\u00e9 d’accumulation thermique des mat\u00e9riaux d’un mur, les oscillations de la temp\u00e9rature ext\u00e9rieure<\/i> parviennent par transmission jusqu’\u00e0 la surface int\u00e9rieure mais att\u00e9nu\u00e9es<\/i> (amorties) et diff\u00e9r\u00e9es dans le temps<\/i>. Dans le cas id\u00e9al des fluctuations p\u00e9riodiques de la temp\u00e9rature ext\u00e9rieure (par exemple \u00e0 cause de l’alternance jour-nuit avec une p\u00e9riode T<\/i> =\u202f24 h), on d\u00e9finit le rapport entre l’amplitude de l’oscillation de la temp\u00e9rature ext\u00e9rieure et celle de la temp\u00e9rature de surface du c\u00f4t\u00e9 int\u00e9rieur du mur comme amortissement de l’amplitude de temp\u00e9rature \u03c5<\/i>. Le d\u00e9calage temporel entre l’apparition des valeurs extr\u00eames de temp\u00e9rature \u00e0 l’ext\u00e9rieur et \u00e0 l’int\u00e9rieur (par exemple maxima\/minima) est d\u00e9crit comme d\u00e9phasage \u03b7<\/i>.<\/p>\n

\"R\u00e9partition<\/div>\n
Fig.\u202f2.36:\u2002R\u00e9partition de la temp\u00e9rature dans un mur ext\u00e9rieur homog\u00e8ne soumis \u00e0 une perturbation thermique p\u00e9riodique depuis l’ext\u00e9rieur (pas de 4h; \u03b8<\/i>i<\/sub>\u202f=\u202f\u03b8<\/i>e<\/sub>; \u0394q<\/i>i<\/sub>\u202f=\u202f0) [2.27]<\/span><\/span><\/div>\n

2.2.2 Elements multicouches<\/h2>\n

La transmission thermique au travers d’un mur multicouche peut \u00eatre repr\u00e9sent\u00e9e de la mani\u00e8re suivante:<\/p>\n

(2.53)<\/div>\n

<\/p>\n

A l’aide d’une \u00e9quation matricielle [2.18<\/span><\/span>,2.29<\/span><\/span>]<\/span><\/p>\n

(2.54)<\/div>\n

<\/p>\n

<\/h3>\n
\"Influence<\/div>\n
Fig.\u202f2.37:\u2002Influence de la masse et de l’ordonnancement des couches d’une paroi sur l’\u00e9volution journali\u00e8re de la densit\u00e9 de flux thermique sur sa face int\u00e9rieure (U<\/i>\u202f\u2248 0,4\u202fW\/(m2<\/sup>\u2009K); orientation sud; \u03b8<\/i>i<\/sub>\u202f\u2248 20\u202f\u00b0C, \u03b8<\/i>e<\/sub>\u202f\u2248 0\u202f\u00b0C \u00b1 2\u202f\u00b0C; I<\/i>S,max<\/sub>\u202f\u2248 700\u202fW\/m2<\/sup>)<\/div>\n

<\/h3>\n

Pour d\u00e9terminer les param\u00e8tres caract\u00e9ristiques instationnaires, les conditions aux limites des surfaces doivent \u00eatre d\u00e9finies. Les param\u00e8tres suivants sont courants (voir Fig. 2.38):<\/p>\n

Charges thermiques du c\u00f4t\u00e9 ext\u00e9rieur: (conditions aux limites I et II)<\/i><\/p>\n