Transferts thermiques dans le bâtiment
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L'ensemble des parties d'un bâtiment sont soumis aux transferts thermiques, qui sont des échanges de chaleur entre l'intérieur du bâtiment et l'extérieur. La connaissance et la maîtrise de ces transferts thermiques permet une gestion de la facture énergétique d'un bâtiment ainsi que de son impact écologique.
Un étude complète nécessite de distinguer les sources de chaleur internes et externes au bâtiment, c'est-à-dire les parties actives, des parties passives comme les surfaces extérieures, les vitres, la toiture par exemple.
Sommaire |
[modifier] Sources de chaleur
[modifier] Les panneaux solaires
Un panneau solaire est destiné a récupérer une partie du rayonnement solaire pour le convertir en énergie. Il y a deux types de panneau solaire: Les premiers convertissent la lumière en chaleur (panneaux solaires thermiques), les seconds la convertissent en électricité (panneau photovoltaïques).
[modifier] Panneaux solaires thermiques
Description des échanges de chaleur : L'énergie provient du soleil. Le Soleil émet notamment des rayons infrarouges, ceux-ci chauffent l'air ambiant et la surface du panneau. Les rayons infrarouges chauffent l'absorbeur (surface du panneau) et donc le fluide caloporteur contenu dedans. La surface du panneau peut être considérée (par approximation) comme un corps noir. Dans des capteurs vitrés, le capteur est isolé (laine de verre) pour éviter les déperditions thermiques sous le capteur.
[modifier] Panneaux photovoltaïque
Les panneaux photovolataïques produisent de l'électricité, les transferts thermiques n'influencent pas directement son fonctionnement. Cependant de trop haute température réduisent sensiblement son rendement
[modifier] Chaudière et radiateur
Une chaudière sert en général à chauffer l’eau d'un système de chauffage.
- Conduction : La matière du tuyau est chauffé par une petite flamme.
- Convection: L'eau dans le tuyau est chauffé en convection. L'eau circule dans le tuyau. C'est une convection forcée.
Radiateur : son principe repose sur l'émission d'un rayonnement thermique. L'eau chaude porte les ailettes du radiateur à une température supérieure à celle de la pièce. Ces ailettes émettent ensuite un rayonnement, essentiellement dans l'infra-rouge, qui en première approximation peut-être étudié comme celui du corps noir.
- Conduction : Il y a un transfert thermique par conduction lorsque la chaleur s'évacue par les parois du radiateur.
- Convection : Il y a des transferts thermiques lorsque l'air extérieure se met en contact avec le radiateur chaud. Il y a un transfert thermique par convection lorsque l'eau qui est dans le radiateur chauffe.
[modifier] la cheminée
Description des échanges de chaleur : La production de chaleur sont dut a la combustion du boit dans le foyer de la cheminée.
Conduction : La paroi de la cheminée est chaude et la chaleur est diffusée à l'extérieure.
Convection : La chaleur est évacuée par le conduit d'évacuation sous forme de fluide et permet de chauffer la pièce.
Rayonnement : Devant la cheminée la chaleur est émise sous forme de rayonnement.
[modifier] Eléments passifs
[modifier] Le mur
- Conduction : Le mur chauffe par la conduction.
Convection : Le vent accélère l'échange thermique en local sur le mur par convection.
Rayonnement : Le soleil chauffe le mur par rayonnement.
[modifier] Le Toit
Description des échanges de chaleur : Le soleil envoi de la chaleur sur le toit, le vent passe sur le toit le refroidit et le toit qui est chauffé par le soleil garde la chaleur.
Conduction : la chaleur du soleil passe a travers le toit, c'est par conduction.
Convection : Le vent refroidit le toit avec un vent frais, c'est par convection.
Rayonnement : Le soleil chauffe le toit avec sa chaleur et la chaleur reste dans le toit, c'est le rayonnement.
[modifier] la vitre
Description des échanges de chaleur: Le soleil, le vent, et la vitre font partie des échanges de chaleur.
Conduction : Le soleil chauffe l'intérieur de la vitre par conduction
Convection : Le vent refroidi la vitre par convection
Rayonnement : Le soleil chauffe la vitre et par effet direct, l'intérieur de la pièce, c'est le rayonnement
[modifier] le tube
Les échanges de chaleur: L'eaux bouillante passe dans le tube pour le faire chauffée la chaleur monte et avec l'aire se disperse dans la pièce.
La conduction: L'eaux chauffe par convection et se transmet au tube pour le faire chauffée.
Par convection : L'eaux et un fluide en mouvement qui chauffe les paroi du tube pour faire de la chaleur.
Le rayonnement : Le tube chauffe un autre corps.
[modifier] Notes et références de l'article
[modifier] Voir aussi
[modifier] Articles connexes
[modifier] Liens et documents externes
- http://garbure.org/~nenubat/transfert.html : Exemples de transferts thermiques dans le bâtiment
