RESISTANCE THERMIQUE

La résistance thermique notée «R» est la capacité d’un matériau de résister au passage de la chaleur (flux thermique ), de l’extérieur vers l’intérieur, en fonction d’une différence de température (∆T).

R : Résistance thermique m² . Kelvin / Watte : épaisseur du matériau en m (mètre) : Lambda coefficient de conductivité thermique des matériaux (Verre, béton, bois ....) Voir tableaux

COEFFICIENT DE TRANSFERT THERMIQUE

Le coefficient de transfert thermique d'une paroi est noté ''U'' (ou anciennement ''k'') et caractérise la quantité de chaleur traversant une paroi, de l’intérieur vers l’extérieur, en régime permanent, par unité de temps, par unité de surface et par unité de différence de température entre les ambiances situées de part et d'autre de ladite paroi.

U : Coefficient de transmission thermique en Watt / m² . Kelvine : épaisseur du matériau en m (mètre) : Lambda coefficient de conductivité des matériaux (Verre, béton, bois ....) Voir tableauxR : Résistance thermique

LE FLUX THERMIQUE

C’est l’échange de chaleur traversant la paroi d’un bâtiment, l’isolation d’un bâtiment vise à diminuer le flux thermique.

U : Coefficient de transmission thermique en Watt / m² . KelvinS : Surface du matériau en m² Tint : Température intérieur en °CText : Température extérieur en °C : Flux thermique en W (watt)

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R = e

U = 1R

= U x S x (Tint - Text)

ExtérieurText

Epaisseur (e)

Flux thermique ( )

Matériau

IntérieurTintS

TABLEAUX DES CONDUCTIVITES THERMIQUE DES MATERIAUX

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MATERIAUX CONDUCTEURS

CONDUCTIVITE THERMIQUE

( )

ALUMINIUM 230,00

CUIVRE 380,00

FONTE 56,00

ACIER 52,00

PLOMB 35,00

GRANITE 3,00

PIERRE FROIDE (Marbre) 2,90

ARDOISE 2,10

POLY CARBONATE ALVEOLAIRE 2,00

PIERRE MEULIERE 1,80

BETON PLEIN 1,75

PVC 1,7

ENDUIT CIMENT 1,15

TERRE CUITE (Brique) 1,15

VERRE 1,15

PIERRE TENDRE 1,00

MATERIAUX ISOLANTS

CONDUCTIVITE THERMIQUE

( )

EAU 0,660

PLATRE HAUTE DENSITE 0,500

CAOUTCHOUC 0,400

PLAQUES DE PLATRE 0,350

BETON CELLULAIRE 0,270

BOIS NATUREL (chêne) 0,230

PLEXIGLAS 0,190

PANNEAUX PARTICULES DE BOIS 0,140

LIEGE COMPRIME 0,100

CARTON 0,07

FIBRES MINERALES (LV/LR) 0,040

LAINE DE VERRE 0,04

PAILLE 0,04

POLYURETHANE EXPANSE 0,039

POLYURETHANE EXTRUDE 0,033

AIR 0,028

RESISTANCES SUPERFICIELLES EN m² . Kelvin / Watt

RESISTANCES SUPERFICIELLES EN m² . Kelvin / Watt

PAROI EN CONTACT AVEC L’EXTERIEUR

PAROI EN CONTACT AVEC L’EXTERIEUR

PAROI EN CONTACT AVEC L’EXTERIEUR

PAROI EN CONTACT AVEC UN AUTRE LOCAL (Chauffé ou non) un comble ou un vide

sanitaire

PAROI EN CONTACT AVEC UN AUTRE LOCAL (Chauffé ou non) un comble ou un vide

sanitaire

PAROI EN CONTACT AVEC UN AUTRE LOCAL (Chauffé ou non) un comble ou un vide

sanitaireRESISTANCES SUPERFICIELLES EN

m² . Kelvin / WattRESISTANCES SUPERFICIELLES EN

m² . Kelvin / Watt

Rsi Rse Rsi+Rse Rsi Rse Rsi+Rse

PAROI VERTICALE 0,13 0,04 0,17 0,13 0,13 0,26

PAROI HORIZONTALE AVEC FLUX ASCENDANT 0,10 0,04 0,14 0,10 0,10 0,20

PAROI HORIZONTALE AVEC FLUX DESCENDANT 0,17 0,04 0,21 0,17 0,17 0,34

CALCUL DU COEFFICIENT DE TRANSFERT THERMIQUE «PAROIS EN SERIE»

Le transfert thermique des parois «en série» consiste à calculer le «U» global (le coefficient de transfert thermique) pour l’ensemble des matériaux mis en multi-couche.

U : Coefficient de transmission thermique en Watt / m² . Kelvine : épaisseur du matériau en m (mètre) : Lambda coefficient de conductivité des matériaux (Verre, béton, bois ....) Voir tableauxRsi : Résistance superficielle intérieur m² . Kelvin / Watt (Voir tableaux)Rse : Résistance superficielle extérieur m² . Kelvin / Watt (Voir tableaux)∑ : Somme

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Rayonnement

Convection

Rayonnement

Convection

Rayonnement

Convection

ExtérieurRse

IntérieurRsi

(e2) (e1)

Paroi n°1Paroi n°2

U global

U global = 1

Rsi + ∑ e + Rse

U global = 1

Rsi + + Rse e1

1

e2

2+

CALCUL DU COEFFICIENT DE TRANSFERT THERMIQUE «PAROIS EN PARALLELE»

Le transfert thermique des parois «en parallèle» consiste à calculer le «U» global (le coefficient de transfert thermique) pour l’ensemble des matériaux mis sur le même plan tel qu’une fenêtre avec son montant.

Uglobal : Coefficient de transmission thermique total de la paroi en Watt / m² . KelvinUp1 : Coefficient de transmission thermique de la paroi 1 , en Watt / m² . Kelvin Voir tableauUp2 : Coefficient de transmission thermique de la paroi 2 , en Watt / m² . Kelvin Voir tableau0,25 : Représente 25% de la surface totale (peut varier en fonction des parois)0,75 : Représente 75% de la surface totale (peut varier en fonction des parois)

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Extérieur Intérieur

Paroi n°1 (représente 25% de la surface totale)

Paroi n°2 (représente 75% de la surface totale)

U global = (0,25 x Up1) + (0,75 x Up2)

Exemple n°1 : Calculer le coefficient de transfert thermique (U) de la paroi suivante, sachant qu’elle est composées de deux matières en parallèle: PVC à hauteur de 25% de la surface totale et du verre à hauteur de 75% de la surface totale.

1/ Nous recherchons la valeur de conductivitéthermique pour chacune des matières qui compose la paroi.Pour le PVC : 1,7 (voir tableau)Pour le Verre : 1,15 (voir tableau)

2/ Nous pouvons alors écrire:

Uglobal = (0,25 x Upvc) + (0,75 x Uverre)

Uglobal = (0,25 x 1,7) + (0,75 x 1,15)

Uglobal = 1,28 Watt / m² . Kelvin

1,28 Watt / m² . Kelvin correspond aux déperditions thermiquede la fenêtre.

Exemple n°2 : Calculer le coefficient de transfert thermique (U) de la paroi suivante, sachant qu’elle est composée de deux matières en série, puis, calculer la température de surface de la paroi 2.Pour la paroi n°1 de la laine de verre (isolant) de 8cm d’épaisseuret pour la paroi n°2 du verre de 1 cm d'épaisseur.Surface totale de la paroi 1m².

1/ Nous calculons la résistance thermique totale «R» de la paroi

2/ Nous calculons le coefficient de transfert thermique «U» de la paroi

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Extérieur Intérieur

Paroi n°1 PVC (représente 25% de la surface totale)

Paroi n°2 Verre (représente 75% de la surface totale)

ExtérieurText = 10°C

Paroi n°18cm

Paroi n°21 cm

IntérieurTint = 20°C

R paroi = e verre

verre +

isolant

e isolant

R paroi = 0,01 + 1,15

0,080,04

= 2,008 m² . Kelvin / Watt

U paroi = e verre

verre +

isolant

e isolantRsi + + Rse

1

U paroi = 0,01 + 1,15

0,080,04

1

0,13 + + 0,0,4= 0,458 Watt / m² . Kelvin

(Suite de l’exercice )

3/ Nous calculons le flux de transfert thermique

4/ Nous calculons la température de surface de la paroi en verre

Rappels:

Tse : Température surfacique extérieureRse : Résistance surfacique extérieurRsi : Résistance surfacique intérieurTin : Température intérieurText : Température extérieur

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=

1Rse

Uparoi x Surface x (Tint - Text)

= 0,458 x 1 x (20 - 10) = 4,58 w

= x (Tse - Text)

Tse = x Rse + Text

Tse = 4,58 x 0,04 + 10 = 10,18°C ExtérieurText = 10°C

Paroi n°18cm

Paroi n°21 cm

IntérieurTint = 20°C

Tse 10,18°C