Michaël Thienpont30 novembre 2006

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présentation de :

Michaël ThienpontIllustrations de sources

diverses.

Les parois de chambres froidesLes parois de chambres froides

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Objectifs du coursIdentifier les modes de transfertsRéaliser un bilan thermique pour

un échangeurun murun container

Choisir un isolant (et son épaisseur)Placer un pare-vapeur et vérifier l'absence de condensation

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Plan du coursUnités et définitionsExemples de transferts thermiquesÉtude

d'un échangeurdu mur : 1Dd'un container

Rappels sur la machine frigorifiqueNotion d'isolant économiqueCondensation dans une paroi

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présentation de :

Michaël ThienpontIllustrations de sources

diverses.

Caractéristiques d'une paroiCaractéristiques d'une paroiChoix de l'isolantChoix de l'isolant

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Rappels sur la machine frigorifiquePrincipe de la machine (schéma)Différents postes du calcul des chargesDifférents coûts d'une installation

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Comment choisir un manteau ?Prix et coûtsIsolation thermique

conductivité ou coefficient global Kmétéo (températures intérieur et extérieur)

ÉtanchéitéRespirationSolide

ModularitéFinitionsTaillePoidsDurée de vie

Tenue aux aggressionsinsectes, champignons,...lavable ?incendie

Tenue à l'eau

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Paroi de Chambre froideC'est un manteau pour les produits conservésLes mêmes critères interviennent !

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CoûtsIl faut distinguer :

coût de l'isolantcoût de la mise en oeuvre et des finitionscoût de l'installationcoût à l'exploitation de la machine frigorifique

Souvent, les isolants moins chers coûtent plus cher à la mise en oeuvre

exercice : réaliser la courbe « coûts » en fonction de l'épaisseur d'isolant

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Isolation thermiqueIl est fonction de

la conductivité du matériaudes températures intérieur / extérieur

Un DTU limite à 6W/m² (resp, 8W/m²) le flux thermique au travers d'une paroi de chambre froide positive (resp, négative)norme NF P 75-401 (DTU 45.1) « isolation thermique des bâtiments frigorifiques et des locaux à ambiance régulée »

cf. cours de techno. des C.F.

Le meilleur isolant : c'est l'air (λ=0,026W/mK)

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Étanchéité - RespirationLe mur doit être étanche à l'eau liquideLe mur doit être

perméable à certains gaz (cas général)imperméable aux gaz (chambres à atmosphère contrôlée, ULO par exemple)

La migration de vapeur sera étudiée plus loin.

11Michaël Thienpont30 novembre 2006

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SoliditéLa solidité s'exprime par différentes caractéristiques mécaniques :

résistance à la compression, à la flexion, au cisaillementisolant « auto-porteur » ou pas ?résistance aux chocs

On distingue les contraintes dynamiques des contraintes statiques.

A ce stade, on comprend pourquoi les murs sont composés de plusieurs matériaux ! ce sont des murs sandwichs

12Michaël Thienpont30 novembre 2006

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ModularitéUn entrepôt peut être destiné à la location...On peut avoir intérêt à prévoir les évolutions futures de l'isolation...

13Michaël Thienpont30 novembre 2006

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FinitionsLes finitions sont essentielles pour améliorer la durée de vie de l'isolant.La finition représente un coût de main d'oeuvreElle justifie l'apparition de l'offre industrielle actuelle : des panneaux pré-fabriqués qu'il suffit d'assembler

14Michaël Thienpont30 novembre 2006

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La taille...Qui achèterait un manteau trop petit ?La taille peut varier en fonction

de la températurede la quantité d'eau piégée

Le phénomène de dilatation engendre soit :- des contraintes mécaniques- une variation dimensionnelle

15Michaël Thienpont30 novembre 2006

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PoidsLe poids modifie le coût des transportsLe type de de fixations...

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Durée de VieDifférentes agressions doivent être considérées :

l'eaula vapeur d'eaules micro-organismes (champignons, bactéries)les agents chimiquesles insectes et les rongeursle feu L'altération de l'isolant dans le

temps n'est pas renseigné de manière sérieuse par les fabricants. On peut considérer que λ augmente de 25%/10 ans.

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diverses.

Notion d'épaisseur économiqueNotion d'épaisseur économique

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Facteurs déterminantsChoix de l'isolant (prix, ...)Températures intérieures – extérieuresPrix de l'énergieTemps d'amortissement (durée de vie)fabrications commercialisées

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Epaisseur économique

prix

épaisseur

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ApplicationEtude du panneau LA (Dagard) :

A partir des résistances superficielles ci-dessous, retrouver les valeurs de Uc proposées par la documentation DagardDéterminer l'épaisseur minimum d'isolant pour respecter la réglementation (D.T.U.) pour les parois verticalesEn prenant des hypothèses sur les conditions de fonctionnement, déterminez le temps de retour d'une sur-isolation de +40mm.

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La condensationLa condensation

condensation en surfacecondensation dans l'isolant

22Michaël Thienpont30 novembre 2006

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Condensation en surfaceIl choisir l'épaisseur de l'isolant tel que :Tparoi intérieure > Trosée chambre froide

Trosée est déterminé sur le Diagramme de l'air humide

ApplicationQuel doit être la température minimale de surface de la paroi de la chambre à +8°C,70% ?

23Michaël Thienpont30 novembre 2006

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Condensation interne : problèmeProblèmes rencontrés :

diminution du pouvoir isolant de la paroivariation dimensionnelles et contraintes mécaniquesmoisissures...

24Michaël Thienpont30 novembre 2006

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Condensation interne : phénomène

La vapeur migre proportionnellement :- au différentiel de pression intérieur-extérieur- à la perméabilité des matériaux

25Michaël Thienpont30 novembre 2006

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Condensation interne : modèle

débit de vapeur d ' eau=⋅Pe

Loi de Fick

Unités : - Π en kg/msPa- débit en kg/m²s

perméabilité à la vapeur

Pression partielles de vapeur à déterminer sur DAH ou dans les tableaux

Application : déterminer le débit de vapeur au travers de 10m² béton d'épaisseur 20cm avec à l'extérieur 0°C,90% et à l'intérieur 20°C,50%

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Rôle du pare-vapeurExtérieur froid – Intérieur Chaud.

Cas 1 Cas 2 Cas 3

Diagrammes de GLASER

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Organigramme de calcul

Profil des tempé-ratures dans la paroi

Profil des pressionsde vapeur dans la

paroi

Profil des Pressionde vapeur saturantes

dans la paroi

Diagramme deGlaser

Géométrie dela paroi

Air extérieurAir intérieur

Carac-téristiques des

matériaux

Conclusion sur lacondensation interne

Conclusion sur lacondensation

de surface

Pv<Pvsat ?

Tparoi>Trosée ?

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ConclusionConclusion