Contexte scientifique

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1 Contexte scientifique Ces paramètres dépendent : Traité d architecture et d urbanisme bioclimatiques -De la constitution de l enveloppe du bâtiment (matériaux porteurs, isolants, parements ) -Des systèmes de régulation (chauffage, froid) -Des systèmes de ventilation (mécanique, naturelle ) 1

2 La température de confort dépend de la température de l air et de la température des parois. Traité d architecture et d urbanisme bioclimatiques Evolution des exigences Bâtiments des années 80 jusqu à 2000 : Confort d hiver Isolation thermique Conductivité thermique λ [W/(m.K)] Bâtiment version RT 2012 ou RT 2020 : Confort d hiver + Confort d été Isolation thermique + inertie thermique + Déphasage des sollicitations 2

3 Réaction d un local à inertie forte (masse surfacique des parois > 400 kg/m 2 ) et d un local à inertie faible (masse surfacique < 150 kg/m 2 ) en présence d apports solaires. Traité d architecture et d urbanisme bioclimatiques Amortissement : réduction de l amplitude d une sollicitation Déphasage : décalage dans le temps entre l entrée et la sortie Le déphasage et l'amortissement constituent l'inertie thermique. Les caractéristiques de l'inertie thermique peuvent être regroupées pour chaque matériau en deux grandeurs intermédiaires : La diffusivité thermique a correspond à la vitesse d'avancement d'un front de chaleur à travers le matériau (unité : m 2 /s). L'effusivité thermique b représente la capacité d un matériau à «arracher» la chaleur (sensation de froid que l on éprouve lorsque l on touche des matériaux de nature différente mais d égale température). Elle pilote la température de contact. ((W/m2.K) 1/2 ) Pour réduire l'amplitude d'un flux thermique, les parois de l'enveloppe doivent présenter une faible diffusivité et une forte effusivité. Cet objectif peut être atteint par un choix judicieux de matériaux. 3

4 Temps de déphasage de divers matériaux de construction en fonction de leur épaisseur et quantité de chaleur accumulée pour des épaisseurs types, en Wh/m 2.K (D après E. Gratia) La terre crue est l un des principaux matériaux qui permet de stocker la chaleur et d'atténuer les fluctuations de température dans le bâtiment. Absorption de la vapeur d eau par des échantillons de 1,5 cm d épaisseur - Humidité de l air (50/80/50) à T= 21 C Ziegert C (2008). Terre et confort intérieur L équilibre, Premières assises nationales de la construction en terre, Grenoble, Avril Minke G. (2006). Building with earth Design and technology of a sustainable architecture. Birkhauser publishers for Architecture, Basel, Berlin, Boston. 4

5 Utilisations Possibles : Mur capteur Un poêle de masse Mur trombe Cloison Contre cloison (Doublage intérieur de murs extérieur) Remplissage d'une ossature bois Principe d un mur Trombe - Il a été conçu par le professeur Félix Trombe et l architecte Jaques Michel, en Il est composé d un bloc de matière à forte inertie, d un double vitrage (pour créer un effet de serre) - L absorption du mur peut être améliorée en utilisant des matériaux sombres ou en le peignant en noir. - Il comporte des ouvertures qui permettent un échange entre l air de la pièce et l air contenu entre le vitrage et le mur. Le chauffage se fait donc de deux manières différentes: - Par convection, grâce à la circulation d air. - Par rayonnement, grâce au déphasage du mur. 5

6 Brique de Leers: Caractérisation expérimentale Caractéristiques techniques Dimensions (mm) 225 x 108 x 60 Caractéristiques thermiques dynamiques (NF EN ISO 13786) Densité (kg/m 3 ) 1685 Conductivité thermique (W/m.K) Capacité thermique massique (J/kg.K) Résistance mécanique (MPa) Capacité thermique surfacique (kj/m 2.K) Facteur d amortissement Déphasage (h) 32,37 0,94 2,59 (En tenant compte des résistances surfaciques) Capacité thermique surfacique (kj/m 2.K) Facteur d'amortissement 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Déphasage (h) Epaisseur (mm)

7 Mesures effectuées sur les murs en briques crues du bâtiment du projet Terre en Nord. Essais in situ Projet Terre en Nord Ce projet bénéficie d un suivi scientifique important, en compétence, en moyens et en durée : Etudier et analyser les capacités de ces briques en terre crue au sein de son milieu d usage (situation réelle) et au cours du temps. Instrumentation des murs Vue en coupe du mur de 60cm Vue en coupe du mur de 45cm 7

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9 Mesure des températures extérieure et intérieure Mur de 60cm T_ext T_int Mur de 46cm T_ext T_int Temperature ( C) Temperature ( C) /07 06/08 17/08 27/08 06/09 16/09 Time 5 27/07 06/08 17/08 27/08 06/09 16/09 Les amplitudes de l'évolution de la température intérieure sont plus faibles par rapport à celle de l'extérieur. Time Les murs en terre crue permettent de réduire les fluctuations de la température extérieure. Merci de votre attention SA. Briqueteries du Nord 9