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MARROT Loïc Année 1999 MODULE M9 MAITRISE DE MECANIQUE

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MARROT Loïc Année 1999

MODULE M9

MAITRISEDE

MECANIQUE

Rapport de stage Module M9

Remerciements

Remerciements :

Je tiens tout particulièrement à remercier Mr Christian Pépin d’avoir bienvoulu m’accepter au sein de son bureau d’études afin que je puisse y effectuer cestage dans les meilleures conditions possibles.

Merci à Olivier Coste, qui par son professionnalisme et ses connaissances trèsétendues m’auront permis de palier à mon manque d’expérience dans le milieu de lathermique. Merci à J.P. Manganelli, qui par son esprit pratique m’aura montré defaçon claire une partie des nombreuses techniques relatives à sa charge dedessinateur.

Enfin un très grand merci à Jérôme Guy, qui m’a encadré et avec qui j’ai pupartager de nombreuses facettes de sa jeune expérience au sein de l’entreprise, il auratoujours été là afin de m’éviter les pièges inhérents à tout débutant en thermique.

Une attention toute particulière, aussi, à Mr Christophe Airiau, qui a bien vouluêtre mon correspondant de stage, ainsi qu’à Mr Guérin.

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Présentation de l’entreprise

Présentation de l’entreprise :

Le bureau d’études a été créé en 1987, à partir de 1992, il a pris laforme d’une SARL dont le gérant est Mr Christian Pépin.

Les domaines d’activités de l’entreprise regroupent les études suivantes :

- Génie climatique (chauffage/climatisation/VMC).

- Plomberie/sanitaire.

- Grandes cuisines, froid industriel, piscines, …

ils sont appliqués lors de la construction ou la réhabilitation:

- De logements privés et sociaux.

- Dans le tertiaire :! Bureaux ou assimilés.! Hotellerie-restauration.! Médical et paramédical.! Commercial (essentiellement le froid).

- Dans l’industrie (ateliers, caves coopératives…)

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Sommaire

SOMMAIRE :

✓ Présentation de l’entreprise .

✓ Introduction à la thermique :

I. L’isolation de la théorie à la pratique.

II. Les outils du thermicien.

III. Les principaux travaux effectués.

✓ Bilan du stage et conclusion.

✓ Annexes et bibliographie.

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Corps de rapport

INTRODUCTIONA LA

THERMIQUE

RESOLUTIONDE

PROBLEMESTHERMIQUES

LIES AUBATIMENT

!1"

Rapport de stage Module M9

I. L’isolation : de la théorie à la pratique :

1. Généralités sur l’isolation :

Afin principalement, de réduire au maximum la facture nationale d’importation de

combustibles divers et notamment les énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz…), les Pouvoirs

publics ont été amenés à limiter réglementairement la consommation d’énergie, ce qui ne pouvait

se faire, pour obtenir un même niveau de température, d’une part qu’en utilisant des matériels plus

performants et de l’autre qu’en réduisant les déperditions de chaleur tant par les parois planes

(murs extérieurs, toitures, planchers…) que par les parois courbes (tuyauteries).

La réduction de ces déperditions de chaleur ne peut se faire que moyennant la mise en œuvre

d’une isolation thermique qui, bien qu’à l’origine d’un surinvestissement initial pour le

consommateur, lui permet d’économiser de l’énergie puis également de l’argent, une fois le

surinvestissement initial amorti.

Pour ce qui est de l’isolation thermique des parois planes, elle joue un autre rôle très important

dans le cas de locaux où vivent des personnes, à savoir l’amélioration du confort grâce à

l’augmentation de la température superficielle des parois, ce qui, pour une même température

résultante, permet de diminuer la température de l’air ambiant dans un local donné.

Les déperditions de chaleur :

Leur calcul permet de déterminerl’installation de chauffage, elles sontdirectement fonction de la résistancethermique de la paroi et desconditions climatologiques.

1. Portes et fenêtres : 13%2. Murs :16%3. Toits :30%4. Sols :16%5. Renouvellement d’air :20%6. Ponts thermiques :5%

!2"

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2. Cas des isolations intérieures et extérieures :

Il existe 2 types d’isolation pour les parois planes, en effet on peut avoir à faire soit à une

isolation intérieure soit à un isolant placé à l’extérieur.

2.1. L’isolation intérieure :

L‘isolation thermique intérieure entraîne certes un refroidissement nocturne plus rapide (ce qui

est du au fait que le reste de la paroi n’a pu accumuler de chaleur), mais par contre la mise en

température des pièces est plus rapide. Cette forme d’isolation est facile même dans les opérations

de réhabilitation, car il n’y a pas besoin d’utiliser de protection contre les intempéries. En été

cependant cette solution est relativement inconfortable puisque la paroi extérieure accumule de

grandes quantités de chaleur.

2.2. L’isolation extérieure :

L’isolation extérieure augmente la capacité d’accumulation des parois en hiver ce qui entraîne

un refroidissement et d’autre part une mise en température plus longs du local. Cette solution est

donc meilleure en hiver et moins mauvaise que sa consœur en été, mais elle est moins intéressante

du point de vue énergétique, elle nécessite une protection contre les intempéries et, donc, son prix

de revient s’en ressent car il est plus élevé.

Profil des températures en

hiver dans une paroi selon

qu’elle soit ou non isolée et

que cette isolation soit

intérieure ou extérieure.

2.3. Mise en œuvre de l’isolation :

La mise en œuvre d’une isolation thermique tant par l’intérieur que par l’extérieur est une

affaire de spécialiste qui doit se conformer non seulement aux indications du fabricant mais aussi

aux règles professionnelles dont il sera fait état par la suite. Il est à noter cependant, qu’avant toute

ti ti ti

te te te

!3"

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isolation, il faut vérifier qu’il n’y ait pas de risques de condensation qui pourraient fortement

altérer les parois isolées notamment en hiver et dans les locaux humides.

3. Les différentes familles d’isolants :

3.1. Isolants d’origine minérale :

Les composants de cette famille sont essentiellement : la laine de verre et la laine de roche

(dont nous verrons ultérieurement le mode de fabrication), le verre cellulaire, la perlite et la

vermiculite.

La laine de verre est un isolant fibreux, elle est fabriquée à partir d’un verre constitué de silice,

d’un fondant pour abaisser la température de fusion et d’un stabilisant auquel on ajoute du calcin.

La laine de roche, elle aussi fibreuse, est composée d’une multitude de différents éléments,

dont les principaux présents dans le basalte sont le dioxyde de silicium (SiO2), l’oxyde

d’aluminium (Al2O3), l’oxyde de calcium (CaO), plus de nombreux autres oxydes, il est aussi

intéressant de noter la présence de bore, de cobalt et de sulfure, néanmoins en de très faibles

quantités.

Le verre cellulaire (ou foamglass) est fabriqué à partir de verre spécial à base de sable pur et

d’adjuvants. Ce verre est ensuite broyé avec du carbone puis le mélange introduit dans des moules

et chauffé à 1000°C. Le carbone s’oxyde et produit des bulles d’expansion dont le volume est 15

fois supérieur au volume initial.

La perlite est également un produit minéral mais provenant d’une roche volcanique : la

rhyolithe perlitique, d’où la dénomination de perlite.

Enfin, la vermiculite, comme la perlite est un minéral formé de divers micas hydratés.

La laine de roche et la laine de verre sont surtout utilisés en panneaux rigides ou semi-rigides,

en coquilles, bourrelets ou encore en vrac pour le bourrage. La mousse de verre est

commercialisée principalement en panneaux et coquilles. La perlite et la vermiculite sont des

matériaux granuleux utilisés en vrac.

3.2. Isolants d’origine végétale :

Le liège est récolté par démasclage de l’écorce du chêne liège. Mais avant de devenir un isolant

thermique, ce liège doit être expansé par développement des cellules d’air de l’écorce sous l’action

de la chaleur.

Le fibragglo est quand à lui constitué de longues fibres de résineux sélectionnés,

soigneusement minéralisées et enrobées d’un liant hydraulique qui peut ou non contenir des

chlorures.

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3.3. Isolants plastiques et élastomères alvéolaires :

Il existe divers types d’isolants issus de la pétrochimie en voilà quelques uns :

• Polystyrène expansé (PS) :

Il est produit par expansion et agglomération de granulés issus de la pétrochimie. Il existe 2

modes de fabrication :

- le premier par moulage où la chaleur permet la dilatation des billes de polystyrène dont le

volume est alors multiplié par 50.

- Le second correspond à la fabrication en continu, soit par voie sèche où les billes sont

agglomérées à l’air chaud puis subissent une compression qui permet d’obtenir un matériau

résistant à la compression, le second procédé s’effectue par voie humide où les billes sont fixées

entre elles par chauffage à la vapeur à 100°C.

• Polystyrène extrudé :

Les matériaux de base sont les mêmes que pour le PS, mais l’agglomération du granulé est

alors remplacée par un phénomène d’extrusion. Les cellules ainsi obtenues ne communiquent pas

entre elles et possèdent alors une imperméabilité élevée, une bonne résistance mécanique, une

faible conduction thermique.

En France, on trouve 2 types de polystyrène extrudé :le styrofoam et le styrodur.

On peut aussi trouver comme isolants :la mousse rigide de polyuréthanne (PUR) qui

sert à remplir d’isolant les volumes creux, une mousse rigide à base de PVC qui possède de très

bonnes caractéristiques mais dont le prix assez élevé le réserve à certains emplois particuliers.

4. Laine de verre et laine de roche :

Intéressons nous à la fabrication de ces 2 isolants au sein de l’entreprise ST Gobain-Isover.

D’ores et déjà on peut énoncer les divers avantages de ces laines minérales :

- L’aspect d’abord, les laines minérales sont composées d’une structure souple et d’air, elles

amortissent les sons et suppriment la propagation et la réflexion des bruits.

- Leur caractéristique hydrophile ensuite, où les laines retrouvent après séchage toutes les

caractéristiques thermo-accoustiques et pour l’humidité éventuelle présente dans les parois, on

remarque la présence d’un pare vapeur situé sur la paroi chaude ce qui limite les risques de

condensation.

- Enfin leur comportement face au feu, où leur faible pouvoir calorifique restreint les risques

d’incendie. Cependant on privilégiera la laine de roche dans le cas où il y a risque de fortes

montées en température (protection de cheminées, inserts…).

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Voyons maintenant les différentes phases de la fabrication où à partir des matières premières on

obtient ces 2 laines :

1) La fusion : où les divers mélanges sont portés à très haute température dans des fours pour la

laine de verre (LDV), dans des cubilots pour la laine de roche (LDR).

2) Le fibrage : on insuffle une grande quantité d’air pour refroidir la matière incandescente qui

est auparavant déliée au moyen d’une très vive rotation pour la LDV et de rouleaux

concasseurs pour la LDR.

3) L’encollage : où des produits chimiques sont envoyés sur les grains et les fibres refroidis afin

de leur permettre de s’agglomérer.

4) La réception : sur un tapis roulant où la laine se dépose sur l’éventuel pare-vapeur dans le cas

de la laine de verre.

5) La mise en forme : où l’on a la polymérisation et le calandrage de la matière ce qui va lui

donner son aspect et sa texture définitive finale.

6) Le conditionnement : qui est la dernière étape avec le surfaçage et la découpe avant que les

laines ne soient enfin prêtes à la pose.

Humidité sur la laine

Fibrage de la LDR Schéma de fabrication dela LDR

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On peut retrouver les propriétés de chacune des 2 laines dans le tableau comparatif ci dessous :

GUIDE DE CHOIX

THERMIQUE ACOUSTIQUE COMPORTEMENT

RésistanceCalfeutrement

ElasticitéRésistance

Calfeutrement

Elasticité

Mécanique

CompressionFeu Eau

VERRE +++ +++ +++ +++ ++ ++ +++

ROCHE +++ ++ ++ ++ +++ +++ +++

5. L’utilité de l’isolation :

L’isolation sert avant tout à protéger les parois contre des échanges thermiques trop intenses

(flux thermique allant du chaud vers le froid), ceux ci appelés déperditions, sont caractérisés par

leur polymorphisme. En effet, il existe plusieurs types de déperditions, soit par conduction,

rayonnement ou encore par convection.

!7"

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5.1. Echanges par rayonnement et convection :

L’analyse des échanges par rayonnement et convection montre que tout se passe comme si en

surface des parois il existait une pellicule sans épaisseur matérielle s’opposant aux échanges

thermiques.

Ces résistances sont appelées résistances superficielles intérieures ri=1/hi et extérieures

re=1/he. Leurs valeurs varient en fonction du flux :

RESISTANCES SUPERFICIELLES

Parois extérieures Parois intérieuresSENS DU

FLUX ri=1/hi re=1/he total ri=1/hi re=1/he total

Horizontal # 0,11 0,06 0,17 0,11 0,11 0,22

Ascendant $ 0,09 0,05 0,14 0,09 0,09 0,18

Descendant% 0,17 0,05 0,22 0,17 0,17 0,34

Flux horizontal : murs et cloisons ; flux ascendant : plafonds et toitures ; flux descendant : sols.

5.2. Les échanges par conduction :

Sur le plan thermique, une paroi est caractérisée par sa résistance thermique utile RU (m2.K/W).

Elle quantifie la capacité de la paroi à s’opposer aux échanges thermiques. En effet pour une paroi,

plus RU est grande, plus cette paroi est isolante.

La résistance thermique utile des matériaux hétérogènes est mesurée en laboratoire (cf §

suivant) et ces valeurs sont données dans le DTU (document technique unifié) Règles Th ou dans

les avis techniques.

La résistance thermique des matériaux homogènes est calculée à partir du coefficient de

conductivité thermique utile λU (W/m.K) du matériau. Ce coefficient λU représente la quantité de

chaleur qui traverse 1 m2 de ce matériau, pour une épaisseur de 1m, pour un écart de 1 degré entre

les 2 faces.

La conductance thermique K(W/m2.K) d’un matériau homogène d’épaisseur e est la quantité de

chaleur qui traverse 1 m2 de ce matériau, pour un écart de 1 degré entre les 2 faces. Elle est égale

au rapport de la conductivité λU à l’épaisseur e en m.

Ê

1

ë

eR

UU ==

5.3. Le coefficient de transmission surfacique :

Le coefficient K (W/m2.K) d’une paroi est la quantité de chaleur qui traverse 1 m2 de cette

paroi pour une différence de température de 1 degré entre les ambiances.

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On a :

R

1K =

Où R est la somme des résistances thermiques des matériaux composant le mur et des résistances

superficielles.

Avec :

∑ ∑==h

1RR U

6. Mesure expérimentale de la conductivité thermique d’un

isolant :

Nature des essais :Mesure de la conductivité thermique de la laine de verre en vrac soufflée suivant le mode

opératoire défini dans la norme NF X 10-021.

Nature des échantillons :Laine de verre en vrac soufflée.

Identification des échantillons :Provenance : Poliglas

Réf. : 10296

Dénomination commerciale : Policomble

Date de réalisation des échantillons : 01/07/98

Date de réception des échantillons : 07/07/98

Observations : échantillons fournis par le demandeur

Mode opératoire :Les essais sont effectués suivant le mode opératoire défini par la norme NF X 10-021

« détermination de la conductivité thermique par la méthode de la plaque chaude gardée avec

échantillons symétriques » .

L’essai est limité à 1 seule température moyenne des éprouvettes ≈ 10°C

6.1. Principe :

Une plaque chaude gardée fournit une énergie constante aux deux éprouvettes qu’elle sépare.

La dissipation du flux se fait par deux plaques froides situées de part et d’autres des éprouvettes.

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Le flux thermique (avec plans isothermes parallèles) à travers les deux éprouvettes et les écarts

entre plaques sont maintenus constants.

Les mesures du flux d’énergie fourni (φ) et des écarts de températures (∆Tm) permettent de

déterminer la conductivité thermique(λm) connaissant l’épaisseur moyenne des éprouvettes (em) et

la surface de mesure de la zone centrale (S).

m

mm T2.S.

.eë

∆Φ

=

6.2. Préparation des éprouvettes :

Les deux échantillons servant d’éprouvettes ont été réalisés par le demandeur avec son matériel

de soufflage ; ils sont constitués de laine de verre en vrac soufflée dans des cadres isolants servant

de moule : les cadres utilisés pour la mise en place de la laine de verre ont des dimensions

intérieures de 49cm x 49cm et 7,6 cm de hauteur.

6.3. Conservation des échantillons :

Les deux échantillons sont stockés et conservés en salle régulée à 20°C et 65% d’humidité

relative (HR) pour être ensuite disposés par empilage pour former le dispositif d’essai.

6.4. Mesure de la masse volumique :

Les échantillons sont pesés après essai à l’aide d’une balance type Précisa de portée maximale

31 kg pour une précision de 1 gramme.

6.5. Matériel de mesure :

La chaîne de mesure utilise :

& Des thermocouples avec référence à 0°C.

& Un multimètre pour les relevés des mesures du différentiel.

& Un multimètre pour les relevés des mesures de température.

& Deux alimentations stabilisées.

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6.6. Résultats :

6.6.1. Mesure de la masse volumique des échantillons :

La masse volumique de chaque échantillon est déterminée après l’essai en fonction du volume

de la laine de verre en vrac contenu dans le cadre et de son poids.

Echantillon supérieur :

488x492x76,8mm

Volume moyen de l’échantillon : 18,3 dm3

Poids de l’échantillon : 321 g

Masse volumique de l’échantillon : 17,5 kg/m3

Echantillon inférieur :

491x492x75,8mm

Volume moyen de l’échantillon : 18,3 dm3

Poids de l’échantillon : 320 g

Masse volumique de l’échantillon : 17,5 kg/m3

Soit donc la masse volumique moyenne des échantillons: 17,5 kg/m3

Schéma descriptif de l’expérience :

① Capteurs, thermocouples.

② Echantillons de laine.

③ Résistance thermique.

④ Moules isolants.

Propagation de la chaleur.

① ② ①②

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6.6.2. Mesure de la conductivité thermique sèche :

DatePuissance P

plaquechaude

DensitéfluxP/2S

θmc1

θmc2

θmf1

θmf2

θm1

θm2

∆T1

∆T2

∆Tm

Coefficient deConductivité

λ

W °C °C °C °C °C °C °C K K K W/m.K

20/07à 16h18

0,48 3,84 13,8 13,8 6,2 6,1 10 10 7,6 7,7 7,7 0,038

21/07à 7h49

0,48 3,84 13,9 13,9 6,3 6,2 10,1 10,1 7,6 7,7 7,6 0,038

21/07à 16h49

0,48 3,84 13,9 13,9 6,2 6,2 10,1 10 7,6 7,7 7,7 0,038

6.6.3. Mesure du taux d’humidité :

Pour la détermination du taux d’humidité, les échantillons sont mis avant essai dans une

ambiance régulée à 20°C et 65% d’humidité relative et sont pesés jusqu’à masse constante ce qui

définit l’état sec conventionnel.

P0 P1

Poids de la laine deverre avant essai*

Poids de la laine aprèsessai

Taux d’humidité moyendes 2 échantillons

Echantillon 3

Echantillon 4

319 g

317 g

321 g

320 g% 0,8100 *

P

PP

0

10 =−

* : après stabilisation des échantillons en salle régulée, durée :5 jours

Conclusion :Le coefficient de conductivité thermique des échantillons constitués de laine de verre

en vrac soufflée de masse volumique 17,5 3kg/m est donc de 0.038 W/m.K pour une

température moyenne de 10°C.

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7. Autres méthodes théoriques pour l’isolation :

En effet, il existe des méthodes expérimentales pour déterminer le coefficient K surfacique

d’un isolant (comme nous venons de le voir). Mais on peut aussi, comme dans le cas de la

rénovation de bâtiments, retrouver un coefficient K d’une paroi inconnue afin d’affiner les calculs

de déperditions, ce même raisonnement s’applique pour d’autres calculs.

7.1. Détermination de K grâce aux températures superficielles:

Ce calcul permet de déterminer rapidement le coefficient surfacique d’une paroi quelconque

intérieure ou extérieure en prenant comme référence principale la mesure précise des températures

de surface intérieure et extérieure de ce local :

- Température de surface intérieure tsi.

- Température de surface extérieure tse.

La mesure doit être effectuée avec un matériel adéquat et précis afin d’obtenir un résultat aussi

proche que possible de la réalité. La sonde ne doit en effet pas constituer un élément de dérive de

la température réelle.

Par ailleurs, la prise de ces mesures doit nécessairement tenir compte des effets particuliers dûs

au vent et au degré d’insolation éventuel de la paroi. Dans le même ordre d’idées, l’hétérogénéité

de la paroi constitue, elle aussi, un facteur perturbateur non négligeable.

Pour ces différentes raisons, l’attention de l’utilisateur de cette méthode est attirée sur le fait

que dans l’absolu : cette méthode est fiable mais dans la réalité il faut appliquer une certaine

incertitude aux résultats.

1ère procédure : à partir de la température intérieure de surface tsi (égalité des flux).

riretsiti

te).ri(tirp

rirpre

te).ri(tititsi

rirpre

tite

ri

titsi −−−

−=⇔++

−−=⇔++

−=−=Φ

or :

riretsiti

te).ri(tireri

1K

rirpre

1K

R

1K

−−−

−++=⇔

++=⇒=

d’où :

te).ri(ti

tsitiK

−−=

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Où : ti =température intérieure ambiante

te =température extérieure

ri =résistance de surface intérieure

re =résistance de surface extérieure

rp =résistance intérieure de la paroi

2ème procédure : à partir de la température intérieure de surface tse (même méthode)

riretetse

te).re(tirp

rirpre

te).re(titetse

rirpre

tite

re

tsete −−−

−=⇔++

−+=⇔++

−=−=Φ

or :

riretetse

te).re(tireri

1K

rirpre

1K

R

1K

−−−

−++=⇔

++=⇒=

d’où :

te).re(ti

tetseK

−−=

Ces méthodes bien que très employés dans la recherche sur l’isolation, sont très peu

usitées à l’intérieur des bureaux d’études et pour cause car en fait les thermiciens, mis à part dans

la réhabilitation de bâtiments, n’utilisent que des plans d’architecte et les caractéristiques de

l’isolation et de l’aération souhaitée par le maître d’ouvrage pour mener à bien leurs études.

II. Les outils du thermicien :

Aujourd’hui, du fait de la très grande informatisation des bureaux d’études, et de l’abondance

de logiciels en tout genre et plus ou moins spécialisés, tout ce fait quasi exclusivement sur

ordinateur.

Et vu le nombre de disciplines abordées en thermique et en fluidique, on peut se douter qu’il

existe de très nombreux logiciels. En fait, les éditeurs de logiciels spécialisés. Dans le cadre de

mon projet j’ai utilisé le logiciel THERM.

Ce logiciel permet entre autre de calculer les différentes caractéristiques des logements et de

déterminer les futurs aménagements à effectuer dans le cadre des installations suivantes :

- Chauffage/climatisation.

- Réseau d’eau.

- Réseau d’air.

Il est bien sûr conforme à la législation, il satisfait au DTU (document technique unifié) et fait

partie d’une série de logiciels qui peuvent traiter de tous les sujets liés au monde du bâtiment.

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Il existe bien sûr d’autres logiciels appliqués à certains labels proposés notamment par EDF et

qui visent à harmoniser et réduire la consommation électrique.

Mais le thermicien ne pourrait rien faire s’il ne possédait pas les caractéristiques physiques de

la structure à étudier, c’est que nous allons voir dans ce qui suit.

1. Le métrage :

Cette activité est préparatoire à tout calcul de déperditions. En effet une étude correctement

menée résulte d’un métrage réalisé avec application.

Le travail du métreur s’effectue à partir de plans délivrés par les architectes soucieux que leurs

réalisations soient conformes aux divers avis techniques (A.T.).

1.1. Compréhension et décodage du plan de l’architecte :

C’est le 1er travail du métreur, il faut arriver en effet à se représenter le bâtiment en 3

dimensions, à ce stade de l’étude on met en évidence sur les diverses coupes : les cages d’escaliers

et locaux non chauffés, les discontinuités par rapport aux étages inférieurs (porches) ou supérieurs

(toitures terrasses). Car ces discontinuités dans les schémas classiques murs/sols/plafonds rendent

plus complexes les études en ajoutant des déperditions linéiques par les murs de refend.

1.2. Mesure des surfaces :

C’est le second travail à effectuer, en effet il faut prendre toutes les mesures du plafond au

plancher, c’est à dire les dimensions de toutes les menuiseries (portes, fenêtres), de toutes les

surfaces, afin de pouvoir déterminer les déperditions surfaciques, linéiques et celles qui

s’effectuent par les menuiseries.

1.3. Collecte et regroupement de toutes les données :

C‘est la 3ème et dernière opération, car selon le logiciel utilisé, on doit faire soit une étude

globale pour le logement c’est à dire en ajoutant toutes les déperditions du logement, ou bien une

étude locale où le logement est décomposé pièce par pièce.

Une fois toutes ces données collectées, il ne reste plus qu’au logiciel à traiter les informations

et à sortir les résultats, c’est la saisie informatique.

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Rapport de stage Module M9

2. La saisie informatique sur le logiciel THERM :

Après les calculs préparatoires, la saisie peut encore être simplifiée pour certains logiciels qui

utilisent des données globales, ainsi on peut trouver facilement avantage à se servir des feuilles

Excel de Microsoft qui permettent une vision plus synthétique des problèmes.

Le bureau d’études possède donc le logiciel THERM, où les calculs préparatoires aux

déperditions se font dans une des unités du logiciel :la partie U3 (menuiseries, surfaciques,

linéiques, Tau) ; l’étude du coefficient Gv (W/K) qui caractérise les déperditions thermiques pour

un degré d’écart de températures entre l’intérieur et l’extérieur se situe en U21 d’où l’on se sert de

la bibliothèque de l’U3. Autre partie utilisée de ce logiciel :le U2 qui sert à calculer la totalité des

déperditions que subira le local étudié. Ce qui permet au thermicien de connaître les futurs besoins

en chauffage.

Le travail sous le logiciel THERM commence par la création d’une fiche de saisie pour chaque

pièce concernée afin que le logiciel THERM connaisse les caractéristiques principales et le type

des pièces chauffées ou climatisées (car on n’étudie que celles-ci !). Les pièces sont classées en 2

catégories :

& Pièces classiques : elles peuvent être décomposées en deux parallélépipèdes ayant

impérativement la même hauteur. Toutes les pièces n’entrant pas dans ces normes sont à

classer dans les pièces spéciales.

& Pièces spéciales : elles peuvent être affectées de six parois verticales ou de type similaire

pour lesquelles on introduit des surfaces et non pas des longueurs, on peut y classer en plus

les pièces à plusieurs plafonds et planchers.

Ceci dit, il a fallu instaurer une codification de toutes les parois (celle ci est propre aux

logiciels), et de toutes les déperditions que l’on pouvait retrouver sur chacune des surfaces

composant la pièce.

3. Les déperditions :

Pour repérer les déperditions, le thermicien doit pouvoir les détecter et les reconnaître afin de

les classer. On peut distinguer 3 types de déperditions, les déperditions linéiques, les surfaciques,

et enfin les déperditions par renouvellement d’air, ces déperditions s’expriment en W.

3.1. Les déperditions linéiques :

Ces déperditions sont fréquemment connues sous l’appellation de ponts thermiques, elles sont

fonction des longueurs de liaison en contact avec l’extérieur ou avec d’autres locaux non chauffés.

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Liaisons verticales :

C1 : Liaison globale extérieure d’angle

C2 : Liaison de refend/mur extérieur

C3 : liaison de cloison/mur extérieur

Ces déperditions s’expriment par la relation :

Dl= k.L.∆t

Avec :

k : coefficient de transmission linéique.

L : longueur de liaison.

∆t : écart de température à prendre entre l’intérieur et l’extérieur de la paroi.

On a vu dans la figure ci dessus les déperditions dans le plan, ci dessous les déperditions vues en

coupe :

Liaisons horizontales :

C4b : Liaison plancher/mur extérieur

C4h : Liaison plafond/mur extérieur

C5b : Liaison refend/plancher

C5h : Liaison refend/plafond

C6b : Liaison cloison/plancher

C6h : Liaison cloison/plafond

Ktp : Liaison de terre plein

3.2. Déperditions surfaciques :

Comme leur nom l’indique elles sont liées aux surfaces des parois des locaux chauffés en

contact avec l’extérieur ou avec d’autres locaux non chauffés.

!17"

Rapport de stage Module M9

Ces déperditions s’expriment par la relation :

Ds=K.S.∆t

Avec :

K : coefficient de transmission surfacique.

S : surface de la paroi considéré.

∆t : écart de température d’air entre l’intérieur et extérieur de la paroi.

3.3. Déperditions par renouvellement d’air :

Les déperditions de base par renouvellement d’air d’un logement ont pour expression :

DR=0,34(β.Qv+α.Qs).(ti-te)

Pour laquelle : te : est la température extérieure de base du local.

ti : est la température intérieure.

0,34 : est la chaleur volumique de l’air, exprimée en Wh/m3.°C

Qv : est le débit spécifique de ventilation, exprimée en m3/h , soit le débit d’air dû au

fonctionnement des dispositifs de ventilation.

Qs : débit supplémentaire de ventilation dû à l’effet du vent, exprimé en m3/h

α et β : sont les coefficients majorateurs dont voici les valeurs :

α β

Ventilation mécanique contrôlée (VMC) 1,8 1

Ventilation naturelle 1,8 2,2

3.4. Le coefficient TAU :

Il s’agit d’un coefficient sans dimension, toujours inférieur à l’unité qui va multiplier les

coefficient surfaciques K et les linéiques k, lorsque ceux-ci s’appliquent à des parois intérieures

séparant les locaux étudiés des locaux non chauffés. Les calculs s’effectuent donc comme s’il

s’agissait de parois extérieures.

La valeur de Tau est obtenue en écrivant que la température de l’espace non chauffé résulte

d’un équilibre entre les apports de chaleur venant directement ou indirectement des locaux

chauffés et les déperditions directes ou indirectes vers l’extérieur.

!18"

Rapport de stage Module M9

On aura alors :

DeAc

DeTau

+=

Où dans cette formule :

- Ac représente les apports de chaleur directs ou indirects pour un degré d’écart entre les

locaux chauffés et les non chauffés.

- De représente les déperditions directes ou indirectes vers l’extérieur pour un degré d’écart

entre l’espace chauffé et l’extérieur.

Or comme les apports et déperditions dépendent des surfaces, planchers (ou plafonds),

enfoncement sous terre et ouvertures par rapport à l’extérieur ; il arrive très fréquemment que pour

un même bâtiment le coefficient Tau varie d’un endroit à un autre.

Quelques valeurs de Tau pour des cas particuliers courants :- Circulation commune à l’air libre Tau=1

- Hall d’entrée ou équivalent Tau=0.80

- Bâtiment adjacent chauffé Tau=0

4. Coefficients caractérisant un local :

Nous avons vu dans les § précédents les différents coefficients qui se rapportent aux différentes

déperditions vues ci-dessus, ce qui nous permet désormais de déterminer de nouveaux coefficients

très utiles dans l’appréciation de l’isolation d’un local.

!19"

Rapport de stage Module M9

4.1. Le coefficient réglementaire Gv :

Le coefficient Gv d’un logement est égal à ses déperditions thermiques (linéiques, surfaciques

et par renouvellement d’air) pour un degré d’écart entre l’intérieur et l’extérieur. Il s’exprime en

W/m2.

Si l’on reprend les formules sur les déperditions énoncées au § précédent, celles-ci, lors du

calcul du Gv ne seront plus affectées du ∆t ce qui impliquera qu’elles s’exprimeront en W/°K.

Les déperditions par les parois seront égales à: (DP=Ds+Dl)

∑ ∑+= (k.L)K.A)(DP

Dans cette formule :

- K et k sont les coefficients de transmission surfaciques et linéiques.

- A et L sont les surfaces et longueurs des parois et liaisons intérieures.

Cette formule peut être écrite sous la forme :

∑= AKDP g

Où Kg est le coefficient de transmission global de la paroi, il s’exprime en W/m2.°K

Ce qui nous donne :

∑ ∑+=A

(k.L)K.A)(Kg

Remarque :Dans le cas où l’on soit en présence d’un local non chauffé de combles ou d’un vide sanitaire, il

faudra introduire le coefficient Tau, soit :

[ ]∑ ∑+= (k.L)K.A)(TauDP

Les déperditions par renouvellement d’air seront égales à :

)QQ(34,0DR SV +=

(calcul réalisé en approximant α et β, voir pour cela II.3.3)

D’ou l’on pourra déduire le coefficient Gv de ce local :

DRDPGv +=

Ce coefficient Gv doit être conforme à la réglementation, il ne doit pas dépasser les valeurs

limites autorisées. En l’occurrence le Gv réf.

!20"

Rapport de stage Module M9

4.2. Calcul du cefficient Gv réf :

Le calcul du Gv réf s’effectue selon les règles du DTU (document technique unifié) et peut être

simplifié comme ce qui suit .

On aura :

DRréfDPréfréf Gv +=

Déperditions de référence par les parois :

0,3)e.S5(RCLd.S4c.S3b.S2a.S1DPréf +++++=

Où S1,S2,S3,S4 et S5 sont les surfaces des parois en contact avec l’extérieur, un comble, un local

non chauffé ou le sol avec :

- S1 la toiture, y compris les rampants de comble aménagé.

- S2 le plancher bas.

- S3 les murs, y compris les parois verticales de comble aménagé.

- S4 les portes.

- S5 les fenêtres et les portes-fenêtres.

- RCL est le rapport de la surface de clair des fenêtres et portes-fenêtres à leur surface en

tableau. Si le logement comprend plusieurs types de fenêtres, RCL est la moyenne pondérée

suivant la surface en tableau de chaque type.

- A, b, c, d et e sont des coefficients donnés dans le tableau ci-dessous en fonction du type de

chauffage (I=électrique, II=non électrique) et de la zone climatique (Cf annexes) :

Type de chauffage I II

Zone climatique H1 H2 H3 H1 H2 H3

Valeur de a 0,25 0,25 0,25 0,30 0,30 0,30

b 0,40 0,40 0,45 0,45 0,50 0,55

c 0,60 0,60 0,60 0,65 0,70 0,80

d 1,50 1,50 1,50 3,50 3,50 3,50

e 2,25 2,45 2,45 2,45 2,45 2,45

Il existe d’autres formules dans lesquelles : le logement individuel est remplacé par le logement

collectif et où l’électricité est couplée avec une autre énergie en ce qui concerne le type de

chauffage, mais dans un soucis de clarté ils ne seront pas explicités dans ce rapport.

Déperditions de référence par renouvellement d’air :

)réfQréfQ(34,0DRréf SV +=

!21"

Rapport de stage Module M9

Où QVréf et Qsréf sont les débits de référence, respectivement spécifique de ventilation et

supplémentaire que l’on calculera de la façon suivante :

Calcul de QVréf :

12

réfQréf11QréfQ eMem

V

+=

Où Qemréf est le débit extrait minimal de référence, dont voici les valeurs en fonction du

nombre de pièces :

Nombre de pièces principales 1 2 3 4 5 6 7

Qemréf en m3 /h 35 60 75 90 105 120 135

Au delà de 7 pièces, on ajoute 15 m3 /h par pièce supplémentaire.

Et QeMréf est le débit extrait maximal de référence, somme des débits qu’il doit être extrait dans

les pièces de service.

Débit maximal extrait : QeMréf (en m3 /h)

WCNombre de pièces

Principales Cuisine

Salle de

bains ou

de douches

Autre salle

D’eau Unique Multiple

1 75 15 15 15 15

2 90 15 15 15 15

3 105 30 15 15 15

4 120 30 15 30 15

5 et plus 135 30 15 30 15

Calcul de QSréf :

m.ShréfQS =

Où Sh est la surface habitable du logement et m est un coefficient correcteur fonction du type

de logement et de la classe d’exposition au vent (cf Annexes), et dont les valeurs sont données ci-

dessous :

Classe d’exposition au vent

Ex 1 Ex 2 Ex 3 Ex 4

Maison individuelle (m) 0,25 0,35 0,45 0,60

Logement collectif (m) 0,15 0,20 0,25 0,35

!22"

Rapport de stage Module M9

4.3. Calcul du coefficient réglementaire G1:

Le coefficient G1 s’applique exclusivement aux locaux autres que des logements. Il est égal

aux déperditions thermiques par transmission (surfacique ou linéique) pour un degré d’écart entre

l’intérieur et l’extérieur. L’ensemble étant divisé par le volume chauffé :

V

DPG1 = en W/ m3.°K

Pour le calcul de ce coefficient, on utilise exactement les mêmes caractéristiques ainsi que les

mêmes coefficients que pour le calcul du Gv.

4.4. Coefficient de besoin en chauffage Bv :

Le coefficient Bv d’un logement est égal à ses besoins annuels en chauffage divisé par l’écart

moyen de température entre l’intérieur et l’extérieur durant la période de chauffage. Son calcul se

fait à partir du coefficient Gv en tenant compte des apports de chaleur dûs à l’occupation du

logement et du rayonnement solaire.

F)Gv(1Bv −= en W/°K

Où F est la couverture d’apport gratuit, c’est à dire que sa valeur dépend de l’inertie thermique du

logement et du rapport des apports gratuits sur les déperditions.

4.5. Coefficient de performance thermique globale C :

Le coefficient C est une évaluation théorique des performances thermiques globales d’un

logement en matière de chauffage et d’ECS (eau chaude sanitaire).

Il est calculé en adoptant des données climatiques moyennes pour chaque zone, en utilisant des

coefficients entre les diverses énergies du logement et en tenant compte de l’éventuelle incidence

du système de chauffage et d’eau chaude sur les autres usages domestiques.

Nous avons au cours de ce chapitre défini les coefficients utiles afin de mener à bien les

études de thermique, mais parlons maintenant de la réglementation qui est une autre des facettes

du métier de thermicien.

5. La réglementation thermique:

Les principaux documents utiles à l’élaboration d’un projet sont les avis techniques (A.T), les

procès verbaux, et les documents techniques unifiés (DTU).

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Rapport de stage Module M9

5.1. Les avis techniques :

Les A.T sont les avis de commissions interprofessionnelles d’experts sur l’aptitude à l’emploi

et sur le comportement prévisible en œuvre des procédés, matériaux et composants nouveaux. Ils

définissent les caractéristiques des procédés ou du produit, donnent une appréciation sur sa

durabilité, son aptitude à l’emploi et le situent par rapport à la réglementation.

Les A.T sont délivrés tout d’abord pour une durée de 3 à 6 ans, puis sans limitation de durée

(assimilation au traditionnel).

Les procédés, composants ou matériaux nouveaux sous A.T sont garantis en biennale ou

décennale par les polices d’assurances individuelles de base.

En conséquence, en application de la loi 73-23 du 10/01/78 (loi Scrivener), les fabricants ne

peuvent faire état de certains A.T que s’ils sont en mesure de produire un certificat de suivi de

marquage qui est délivré pour caque lieu de production ‘notamment en ce qui concerne les

granulats).

5.2. Les procès verbaux d’essais :

Au § I.6.6.2, on a pu voir le P.V de la mesure du coefficient de conduction d’un isolant. En fait

tous les essais sont réalisés en laboratoires officiels et agréés, à la demande des fabricants pour

justifier les performances des ouvrages en matière de :

- Tenue mécanique.

- Comportement au feu.

- Isolation acoustique.

Les P.V délivrés à la suite de ces essais ne peuvent être exploités que pour des montages

réalisés avec l’ensemble des matériaux et accessoires décrits dans le P.V.

Ces documents permettent de connaître les performances des ouvrages définis dans les DTU de

mise en œuvre ou les A.T.

5.3. Les Documents Techniques Unifiés :

Les ‘normes produits’ définissent les produits, leurs spécifications et les méthodes d’essais.

Les DTU sont les documents dans lesquels figurent les conditions de mise en œuvre à respecter

pour l’exécution des travaux, ils sont applicables aux marchés des travaux du bâtiment et sont

établis par des groupes de coordination technique dont le CSTB (centre scientifique et technique

du bâtiment) assure le suivi.

Les DTU s’appliquent aux produits faisant l’objet de normes. Ce sont des textes de référence

pour tous les corps de métier du bâtiment. Leur non respect est considéré par les assurances

comme une raison suffisante pour faire jouer les clauses d’exclusion de garantie des polices

d’assurance individuelles de base. Les DTU sont rassemblés et classés par secteurs d’activité. Les

DTU de thermique sont soumis aux règles THK 77.

!24"

Rapport de stage Module M9

III. Les principaux travaux effectués :

A mon arrivée dans le bureau d’études, j’ai en fait découvert le génie civil et le génie

climatique, car je ne connaissais quasiment rien ni des matériaux ni de leurs appellations, et même

si j’avais quand même des notions de transferts thermiques, celles ci trop théoriques ne

correspondaient guère aux divers travaux du bureau.

Il a donc fallu que je m’impose une remise à niveau, tout d’abord avec le DTU que j’ai taché de

comprendre avant d’apprendre ce que représentaient, par exemple, les déperditions linéiques et

comment elles étaient constituées.

1. Travail avec le DTU :

Le DTU regroupe tout ce qu’une étude requiert pour être effectuée. Mais il faut à partir des

plans de l’architecte se représenter ce qu’il va se passer au niveau de la paroi.

1.1. Quelques exemples de déperditions linéiques ;

On peut voir par les quelques exemples qui suivent divers cas que l’on rencontre assez

fréquemment au cours des études effectuées.

Liaison de 2 murs identiques àisolation répartie :

k= 0,2Ke

où K et e sont respectivement le coefficient

de conduction de la paroi et l’épaisseur

commune aux 2 parois.

!25"

Rapport de stage Module M9

Liaison de 2 murs identiques avec poteaud’angle à isolation répartie :

k= 0,45 e

ici seul e rentre en compte dans le calcul et e

représente la moyenne des épaisseurs des 2

parois.

Liaison de 2 murs différentss’imbriquant l’un dans l’autre àisolation répartie :

212 /eeR0,2

0,2ek

+=

ici R2 représente la résistance thermique de la

paroi constituant l’angle, e1 et e2 sont les

épaisseurs, e est la moyenne.

Il existe en effet nombreuses combinaisons plus simples. Voyons un exemple plus complexe :

Liaison de 2 murs différentss’imbriquant l’un dans l’autre àisolation extérieure :

21

1

R'R0,06

0,3ek

++=

ici R’2 représente la résistance comprise entre

les nus intérieurs et extérieurs de la paroi à

isolation extérieure.

!26"

Rapport de stage Module M9

Pour un angle rentrant :

Liaison de 2 murs différentsimbriqués dont un à isolationextérieure, si le mur à isolationrépartie ne fait pas angle :

e0,6Kk 1=

ici la paroi 2 et la partie d’épaisseur e1 de

la paroi 1 s’imbriquent l’une dans l’autre.

Une fois, la plupart de ces notions acquises, on m’a vivement incité à m’intéresser aux divers cas

les plus fréquemment rencontré dans la réalité dont voici certains exemples.

Les valeurs de k correspondantes seront :

e2\e1 15 17,5 20

e2\e1 15 17,5 20 20 à 24 0,19 0,22 0,25

20 à25 0,18 0,20 0,22 25 à 29 0,18 0,21 0,24

30 à 34 0,17 0,20 0,22

35 à 40 0,16 0,19 0,21

!27"

Rapport de stage Module M9

Une fois cette première approche de structure des parois effectuée, on m’a confié des études

VIVRELEC (label PROMOTELEC) à réaliser pour des particuliers.

2. L’offre VIVRELEC à travers le label PROMOTELEC :

L’offre VIVRELEC permet d’aider financièrement les gens qui choisissent le confort électrique

c’est à dire à répondre aux exigences de qualité et de maîtrise des coûts. Cette aide financière leur

est attribuée en fonction des performances d’isolation du bâti et du niveau de confort choisi. La

prime à la qualité est forfaitaire et basée sur la surface habitable du logement et est destinée à

couvrir les investissements pour :

& L’amélioration de la performance thermique (de Gv réf –10% minimum à Gvréf –20% et

plus), qui contribue à la maîtrise énergétique du client.

& Le passage des convecteurs (niveau 1 et ses options) aux équipements thermiques intégrés

au bâti (plancher chauffant du niveau 2 et ses options) et au confort 4 saisons (climatisation

réversible du niveau 3 et ses options).

& La prise en compte des modifications apportées à l’installation électrique (notamment la

possibilité d’évolution selon les besoins futurs du client) et le pilotage de l’équipement

global (gestionnaire d’énergie).

BATIDe Gv réf –10% à

Moins de Gv réf –15%

De Gv réf –15% à

moins de Gv réf –20%Gv –20% et plus

Type

D’habitat

Maison

Individuelle

Logement

collectif

Maison

individuelle

Logement

collectif

Maison

individuelle

Logement

collectif

Niveau 1 100F/m² 60F/m² 115F/m² 75F/m² 130F/m² 90F/m²

Niveau 2 115F/m² 75F/m² 130F/m² 90F/m² 145F/m² 105F/m²

Niveau 3 130F/m² 90F/m² 145F/m² 105F/m² 160F/m² 120F/m²

Pour bénéficier de cette aide versée en fin de chantier, chaque construction neuve doit faire

l’objet d’un bilan énergétique et thermique exécuté par le bureau d’études. C’est lors de cette

étape que j’intervenais : en effet j’avais à ma disposition un logiciel élaboré par EDF nommé BCG

FASTHERM et qui calculait les coefficients Gv, Bv et C (Cf l’étude BURESI en Annexes).

Les dossiers, tels, que nous les recevions étaient constitués de plans d’un architece ainsi que

d’une fiche thermique recelant les caractéristiques de la prochaine construction. Le travail à faire

était donc constitué par le métré global de toutes surfaces ainsi que la détection et mesure de tous

!28"

Rapport de stage Module M9

les ponts thermiques (déperditions linéiques), ainsi après la saisie complète l’ordinateur effectuait

les calculs des Gv et Gv réf.

On a ci-dessous une palette de différentes captures d’écran sur le logiciel BCG Fastherm.

Caractéristiques du logement

Bibliothèque des parois du logementCaractéristiques d’une des parois du logement

!29"

Rapport de stage Module M9

bibliothèque des toitures bibliothèque des murs

description des linéiques

Néanmoins, ce logiciel comprend quelques lacunes ; à savoir qu’il ne prend pas toujours en

compte les Tau pour certaines parois (comme nous pouvons le voir ci dessus). De plus il n’est pas

adapté aux programmes collectifs car il impose à ce que dans toute étude on saisisse les valeurs

d’un plancher et d’un plafond : ce qui n’aurait aucun sens pour des logements collectifs. En effet,

exceptions faites des rez de chaussée et dernier étage les déperditions ne s’effectuent que selon les

parois verticales et leurs ponts thermiques associés.

Il existe aussi une autre formule du label PROMOTELEC habitat existant, mais dans ce cas là

je n’ai effectué que le métré des locaux à étudier car ensuite les études s’effectuaient à partir du

logiciel THERM. Ce label-ci prend en compte dans le cadre de l’état des lieux la fiche

d’évaluation thermique avant et après travaux ce qui permet :

Rapport de stage Module M9

& D’évaluer les niveaux d’isolation thermique initial et le système d’aération mis en place.

& D’étudier les caractéristiques des matériaux isolants à ajouter, notamment aux parois

insuffisamment isolées, ainsi qu’apporter une éventuelle amélioration au système

d’aération.

& D’examiner le remplacement éventuel des ouvrants par des complexes vitrés isolés.

& De définir l’équipement de chauffage, d’ECS et de gestion d’énergie.

& De calculer le gain procuré par le projet de rénovation

& D’étudier les caractéristiques de l’installation électrique et de définir les compléments à

mettre en œuvre.

La totalité des études PROMOTELEC (une grosse vingtaine durant le stage) me revenait dès

qu’elles arrivaient au bureau, je les traitais, les éditais et Jérôme les vérifiait.

3. Travaux effectués sous AUTOCAD :

A mon arrivée dans le bureau d’études, je ne connaissais pas exactement les diverses

utilisations d’AUTOCAD dans le domaine du génie civil. En fait après quelques jours dans

l’entreprise, j’ai pu voir à quoi servait ce logiciel. Le DAO (dessin assisté par ordinateur), est un

des outils fondamentaux pour mener à bien n’importe quelle étude en ECS et en ventilation et

climatisation.

3.1. Préparation des plans :

Dès que les plans arrivent au bureau, soit par Internet, soit par courrier, ceux ci doivent être

parfois retravaillés, afin de représenter les travaux qui devront être effectués par les entreprises

prestataires (pose de canalisations, d’aérations,…)

Voici ci dessous un plan d’architecte :

Barre destaches

Barre d’outilspersonnalisée

!30"

d’

Fenêtre

exploitation

!31"

Rapport de stage Module M9

Pour cela AUTOCAD dispose d’assez d’outils pour représenter la totalité des travaux à

effectuer.

3.2. Apports effectués par le dessinateur :

Les plans, comme ci-dessus sont composés de différentes couches représentant les divers

éléments de construction. Ici, on peut voir les cloisons en noir, les parois en jaune, les élévations

de niveau en vert ainsi que les escaliers en vert, les cotes en bleu ciel, etc…

3.3. Les schémas de principe :

Il m’a aussi été demander de m’initier au schémas de principe qui sont censés représenter

l’installation (qu’elle soit d’ECS, ou autre) du départ (par exemple : la chaudière) à la fin (tubes

qui courent sur le plancher chauffant) en passant par tous les éléments qui constituent le ciruit

(vannes, circulateur, vases d’expansion). Un des dessins que j’ai réalisé figure en annexes.

4. Les projets effectués sous THERM :

Ils ont été relativement nombreux dans la 2ème partie de mon stage, une fois le logiciel THERM

maîtrisé et la pratique des éléments de thermique, appliqués au génie civil, assimilée.

J’ai effectué tous les calculs relatifs aux déperditions pour une Caserne de Maintenance à

Carcassonne afin que le chef de projet puisse déterminer la capacité de la chaudière à installer en

vue de la réhabilitation en logements de ces bâtiments.

!32"

Rapport de stage Module M9

J’ai eu l’occasion de travailler sur 2 villas qui allaient être équipées de plancher chauffant et

dont la complexité imposait que l’étude soit réalisée sous THERM.

J’ai travaillé sur un projet de construction de plusieurs logements de type HLM pour l’OPHLM

de la ville de Perpignan.

Il m’a été demander de participer à l’étude d’un plancher chauffant pour une salle polyvalente

dans la ville de Mauguio (34).

J’ai aidé aux travaux préparatoires des déperditions dans de nombreux projets immobiliers et

notamment pour la réalisation d’un projet de haut standing dans le centre ville de Perpignan.

Enfin, sur le projet Delonca (Cf Annexes), où ce monsieur a fait construire 6 logements dans

le même bâtiment, et où j’ai mené l’étude jusqu’à son terme.

Bilans du stage et conclusion

Rapport de stage Module M9

BILANSDU

STAGE

ET

CONCLUSION

Bilans du stage et conclusion

Rapport de stage Module M9

Bilans du stage :

Dans le cadre du module M9, et grâce à ce stage j’aurais eu :- L’opportunité de m’intégrer au sein d’une équipe de thermiciens de qualité.- De voir vivre une petite entreprise avec ses hauts et ses bas.- De côtoyer des gens venus d’horizons différents et qui malgré tout représentent un groupe

qui fait avancer un bureau d’études et le fait connaître toujours plus loin en France.

J’aurais vraiment apprécié au cours de ce stage la proximité de tous les collaborateurset notamment à mon égard, cette formation quasi continue a été pour moi le gage d’unecompréhension plus profonde du monde de la thermique que je ne connaissais quasiment pas.

Au niveau de l’autonomie, j’ai éprouvé quelques problèmes au départ parméconnaissance du milieu où je me trouvais, mais j’ai eu la nette impression que touts’arrangeait au fur et à mesure que le stage se déroulait. Car j’ai appris à devenir polyvalent cequi dans une petite structure comme un bureau d’études est une nécessité absolue.

Conclusion :

Le fait d’avoir fait ce stage dans une petite entreprise m’a paru très profiteur, car lesliens avec le personnel étaient sûrement plus forts qu’ils ne l’auraient été dans une grandesociété, en effet pendant ces 10 semaines j’ai pu explorer une branche que je ne connaissaispas. Même si j’ai toujours été relativement intéressé par le génie climatique, ce stage précise,même s’il ne les confirme pas, mes envies de travailler dans un secteur en rapport avec leséchanges thermiques (grande motivation pour travailler en climatologie sur les interactionsentre océan et atmosphère).

Ce stage, a pour moi été une réussite, dans la mesure où il montre que l’Homme peuttoujours s’adapter dans un milieu, même si à la base il lui paraît étranger. A l’Homme donc deconcrétiser ses aptitudes afin de se faire accepter dans ce nouveau milieu.

Annexes

Rapport de stage Module M9

ANNEXES

Annexes

Rapport de stage Module M9

ANNEXE 1

Détail d’uneétude

PROMOTELEC avec le logiciel BCG Fastherm:

L’étude ci-après représente celle effectuée sur le logement deMme BURESI Chantal domiciliée à 66200 Latour Bas Elne.

Le logement étudié est une villa avec un étage, mais ce qui aporté mon attention à traiter ici ce cas est : que l’étage de cette villacomporte une 2ème cuisine, ce qui n’est pas toléré dans le cas d’unetelle étude. C’est pourquoi on a considéré tout le 1er étage comme unepièce à part entière.

Annexes

Rapport de stage Module M9

ANNEXE 2

Détail d’uneétude

VIVRELECavec le logiciel THERM :

L’étude ci-après représente celle effectuée pour Mr DELONCAà 66000 Perpignan.

Le logement étudié comporte plusieurs habitations de type T2 etT3, l’intérêt, ici, réside dans le fait qu’il y avait divers coefficients Tauà calculer, et que l’architecture malgré les apparences était assezcomplexe à représenter, notamment dans l’expression de tous lesponts thermiques.

Annexes

Rapport de stage Module M9

ANNEXE 3

Réalisationd’un schéma de

principeavec le logiciel AUTOCAD:

Le schéma de principe ci-après représente le circuit d’eau chaudesanitaire (ECS) à l’intérieur d’un Lycée. Il nous présente la totalité descircuits hydrauliques et les connections électriques des diverscomposants servant à faire fonctionner l’installation.

Les schémas de principe sont très utiles, notamment aux artisanscar ils leur permettent de se représenter la totalité de l’ouvrage àeffectuer. Ces schémas respectant bien entendu les normes en vigueur.

Annexes

Rapport de stage Module M9

ANNEXE 4

Notions deconfort

à l’intérieurd’un logement:

Le corps humain réagit à son environnement immédiat, lessensations tout comme la douleur ne peuvent être classées dansdifférentes catégories, cependant selon les différents paramètres del’air ambiant on essaie de se représenter le confort ou l’inconfortprocuré dans une pièce.

Annexes

Rapport de stage Module M9

La notion de confort est une donnée subjective : un individu est placé dans desconditions confortables lorsqu’il n’éprouve aucune contrainte.

La sensation de confort dépend essentiellement des facteurs suivants :! La température résultante d’un local.! L’humidité de l’air.! La ventilation du local.! La vêture et l’activité de l’individu.

La température résultante : apporte une influence importante sur la régulationthermique de l’organisme humain. L’homme peut être assimilé à un générateurthermique dont l’énergie est produite par son activité physique et par la combustionlente des aliments. Une partie de cette énergie est utilisée pour maintenir latempérature intérieure de notre corps à un niveau constant, l’autre partie doit êtredissipée dans le milieu ambiant sous forme de chaleur.

Cette évacuation doit se produire de façon continue et sous forme de 3 typesd’échanges : convection, rayonnement et conduction même si ces dernières sontnégligeables.

Les échanges par convection sont d’autant plus élevés que la température entrele corps et l’air ambiant est grande et que la vitesse de l’air entourant l’individu estimportante ; ces échanges se font par évaporation et sudation.

Les échanges par rayonnement se font entre le corps et les parois qui nousentourent.Remarque : une légère modification des caractéristiques de l’environnement peutentraîner une sensation de chaud ou de froid qui sera atténué par la capacité du corpshumain à s’adapter.

L’humidité de l’air : cette propriété de l’environnement affecte chez l’être humain desdysfonctionnements respiratoires, des problèmes de sudation. A l’inverse, l’absenced’humidité peut entraîner une évaporation d’eau excessive, d’où découlent dessaignements de nez, des dessèchements cutanés et un arrêt de la croissance desvégétaux.

Normalement, l’intervalle d’humidité relative au bien être est compris entre 20et 50 % pour de légers mouvements d’air.

La ventilation : elle a pour objet essentiel de maintenir constante la teneur en oxygènede l’air des locaux, de limiter la concentration en gaz carbonique issue de la respirationet d’éliminer les fumées.Il existe 2 sortes de ventilations :

! La ventilation naturelle : ce procédé se contente de contrôler la quantité d’airneuf admise dans le local et le sens de la circulation de l’air, des pièces principalesvers les pièces de service.Il comporte des entrées dans les pièces principales par bouches autoréglables dontle débit est au préalable fixé.

Annexes

Rapport de stage Module M9

Des conduits verticaux dans les pièces de service, assurant une extraction d’air partirage thermique, comme pour les cheminées.

L’inconvénient de ce procédé est qu’il ne fonctionne pleinement qu’en hiverlorsque le gradient de température entre l’intérieur et l’extérieur est important etque le tirage thermique existe. C’est pour remédier à cela que la ventilation a étémotorisée.

! La ventilation mécanique contrôlée (VMC) :de l’air extérieur est introduit dansles pièces principales (séjour, chambres) et est ensuite extrait dans les pièces deservice (salle de bains, cuisine, WC) par des bouches d’extraction. ce procédé, bienque plus onéreux est obligatoire pour prétendre obtenir un label, permet désormaisun taux de renouvellement d’air constant et une aération permanente.

Nature et activités des occupants : les vêtements ont un double but :! De maintenir une température comprise entre 28° et 30° entre la peau et levêtement lorsque l’activité physique est faible.! De maintenir sur le vêtement extérieur une température intermédiaire à la Tambiante et la T corporelle afin qu’un échange thermique puisse se faire sans troppuiser dans ces ressources énergétiques.

On peut remarquer dans ce qui précède une analogie entre la fonction d’un isolant demur et celle du vêtement.

L’activité physique a elle aussi une importance non négligeable, mais vu ladiscordance des résultats et l’éloignement entre physiologie et isolation : je ne rentreraipas dans les détails.

Ventilationnaturelle

Ventilationmécaniquecontrôlée

Annexes

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ANNEXE 5

Définitions des différentes

zones climatiques françaises:

La France, de part la diversité de ces climats, possède 3 zonesclimatiques d’hiver distinctes prises en compte dans les calculs descoefficients Gv, Bv et C. Mais on doit aussi considérer la carte destempératures extérieures de base.

Annexes

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Ci dessous la carte climatique de la France avec les 3 zones d’hiver, il est ànoter cependant que les constructions situées à plus de 800 m d’altitude en zone H2passent en H1 et que celles en zone H3 passent en H2.

Ci dessous la carte des températures extérieures d’hiver et la classification àtoutes les altitudes:

Les valeurs non cerclées situées dans les mers et les océans correspondent à unedistance de la mer inférieure à 3 kilomètres.

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Bibliographie

Bibliographie :

! TECHNIQUES ET PROCEDES INDUSTRIELSMrs A. DUMEZ, M. DUMEZ

Editions MASSON

! VENTILATION ET QUALITE DE L’AIR DANS L’HABITATMr Michel COHAS

Editions parisiennes

! LE RECKNAGEL (Manuel pratique du génie climatique)1. Données fondamentales.2. Chauffage, production d’ECS.

Mrs RECKNAGEL, SPRENGER, HONMANNEditions PYC

! ENERGETIQUE DU BATIMENTMr Claude Alain ROUHET

Editions polytechniques romandes

! Plaquettes et documentation LAFARGE, KNAUF.

! DTU règles Th K 1977.

! Documentation multimédia : Encarta 1998, Hachette multimédia 1999.