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(titres de publication, de périodique et noms de colloque inclus)
2018-05-29 - Colloque/Article dans les actes avec comité de lecture - Français - 8 page(s)

Quinten Julien , Feldheim Véronique , "Méthode de mur 1-D équivalent : application à des géométries 2-D et 3-D à 2 ou 3 zones de température - impact sur la performance énergétique d'un bâtiment" in Congrès Français de Thermique (SFT), Pau, France, 2018

  • Codes CREF : Recherche énergétique (DI2290), Transfert de chaleur (DI2211)
  • Unités de recherche UMONS : Thermique et Combustion (F704)
  • Instituts UMONS : Institut de Recherche en Energétique (Energie)
Texte intégral :

Abstract(s) :

(Français) Dans la plupart des logiciels de simulation énergétique des bâtiments, une simplification courante est de supposer que le flux de chaleur dû à la conduction dans une paroi est 1D. La dynamique réelle des ponts thermiques (géométries 2D/3D) ne peut donc être correctement modélisée. Afin d’éviter une modélisation dynamique 3D intégrée à la simulation énergétique du bâtiment, nous avons besoin d’une méthode simple, rapide et facile à intégrer dans les logiciels existants pour tenir compte de ces effets sur la performance énergétique du bâtiment. Dans ce cadre-là, nous avons développé une méthode originale de mur équivalent : le principe est de remplacer le détail 2D/3D par un mur tricouche 1D ayant un comportement thermique similaire. Le principe de cette méthode est présenté dans [1-3] et nous présentons la suite du travail dans cet article. Cette méthode est appliquée à sept ponts thermiques, 2D ou 3D, d’une maison passive (structure bois) où le flux de chaleur est réellement 1D sur 43% de l’enveloppe extérieure. Il y a notamment la jonction dalle de sol – mur extérieur, pour laquelle la méthode doit être adaptée afin de tenir compte de 3 zones de température (le sol à température constante, l’extérieur et l’intérieur) : elle est séparée en deux parties, une structure équivalente est déterminée pour chacune d’elles et les conditions aux limites correspondantes y sont alors appliquées. Nous comparons, pour des conditions aux limites variables et réalistes, par simulation numérique, l’évolution au cours du temps du flux de chaleur à travers la surface intérieure. Nous observons que notre méthode conduit à la détermination de structures 1D dont le comportement est proche de celui des structures 2D/3D étudiées (erreur moyenne < 0.5 W/m, erreur sur l’intégrale < 0.5%). De plus, la précision est meilleure que celle d’une prise en compte classique du pont thermique. Néanmoins, dans le cas d’une paroi présentant une couche hétérogène (isolant : 90.5%, montants en bois : 9.5%), la méthode classique consistant à définir une couche ayant des propriétés physiques équivalentes conduit aussi à de bons résultats et est, du coup, conservée. Finalement, nous comparons l’impact de trois modélisations de ponts thermiques sur la performance énergétique de cette maison passive dans le logiciel TRNSYS : pas de considération, considération statique (via leur coefficient de déperdition) et considération dynamique (via leur mur équivalent). Leur considération augmente d’environ 5% les besoins annuels en chauffage et d’environ 10% ceux en refroidissement. La considération dynamique des ponts thermiques triple leur impact sur les besoins annuels de refroidissement ou sur la surchauffe, par rapport à leur contribution statique. [1] J. Quinten et V. Feldheim, Détermination d’un mur 1D équivalent à une structure 2D/3D : analyse de la méthode, Proc. Congrès Français de Thermique 2015 (La Rochelle, 26-29 mai 2015) [2] J. Quinten et V. Feldheim, Détermination d’un mur 1D équivalent à une structure 2D/3D : application à différents ponts thermiques et limites actuelles de la méthode, Proc. Congrès Français de Thermique 2016 (Toulouse, 31 mai – 3 juin 2016) [3] J. Quinten et V. Feldheim, Détermination d’un mur 1D équivalent à une structure 2D/3D : nouvelle fonction objectif, impact du flux solaire et des phénomènes surfaciques, Proc. Congrès Français de Thermique 2017 (Marseille, 30 mai – 2 juin 2017)


Mots-clés :
  • (Français) Structure multicouche équivalente
  • (Français) Simulation dynamique
  • (Français) Thermique du bâtiment
  • (Français) Ponts thermiques
  • (Français) Performance énergétique
  • (Français) TRNSYS
  • (Français) Conductibilité 2D-3D