Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Jean DANCKAERT : Ingénieur-conseil en Isolation thermique et acoustique
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Lire l’articleINTRODUCTION
chapitre réactualisé par la Commission thermique industrielle du Syndicat National de l’Isolation (SNI)
Le renchérissement de l’énergie a popularisé la notion d’isolation. En conséquence, l’isolation est passée du statut de nécessaire à celui d’indispensable. Le présent article a pour but de familiariser le lecteur avec les notions de base qui lui permettront de juger des qualités des systèmes isolants qui lui seront proposés, voire de déterminer la solution à son problème particulier.
Dans l’industrie, les installations fonctionnent pratiquement en permanence, il en résulte que les températures sont stables ; c’est pourquoi les formules figurant dans cet article ne concernent que le régime établi hydraulique et thermique. Dans certains cas, la variation des températures doit être prise en compte ; il s’agit alors de régime transitoire régi par des équations plus complexes qui dépassent le cadre du présent article.
De même, il est rare que les températures dépassent 600 oC ; lorsque c’est le cas, on a recours à des isolants et à des techniques plus spécifiques.
Rappelons les buts de l’isolation thermique industrielle les plus courants :
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la conservation de l’énergie thermique, en réduisant l’échange de chaleur ou de froid entre un appareil ou une tuyauterie et l’air ambiant ;
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le contrôle des températures, en limitant la chute de température d’un fluide s’écoulant dans une canalisation ou stocké dans un réservoir ;
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l’anticondensation, cause éventuelle de corrosion, en évitant les condensations sur les parois froides ;
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la protection contre le gel, en prolongeant la durée avant solidification d’un fluide immobile dans une canalisation ;
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le confort, en évitant les brûlures au contact de parois chaudes ou en évitant dans un local un dégagement trop considérable de chaleur dû au rayonnement de parois chaudes.
La bibliographie en fin d’article fournit au lecteur les références des sources nécessaires à la résolution de ces problèmes.
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Détermination de l’épaisseur de l’isolation1. Principales formules de base
1.1 Flux de chaleur
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Les formules fondamentales du flux de chaleur au travers d’une surface isolée sont établies en régime permanent. Elles sont obtenues à partir de l’intégration de l’équation de Fourier :
dQ = – λ dS (d θ /de )donnant la densité du flux dQ à travers un volume élémentaire entourant un point à la température θ (oC), de surface d’échange dS et d’épaisseur de, d’où d θ /de gradient de température suivant la normale à dS.
λ, coefficient de conductivité, est fonction à la fois du corps considéré et de la température ; l’intégration se fait entre les températures des deux faces en considérant la valeur moyenne de λ.
Pour une paroi plane de surface unitaire et d’épaisseur e, l’intégration donne :
Q = (λ /e ) Δ θEn considérant une paroi cylindrique de longueur unitaire, de diamètre interne D i et de diamètre externe D e , l’intégration donne :
![]()
Les valeurs (e /λ ) et [1 /(2 π λ )] ln (D e /D i) sont appelées résistances thermiques.
On démontre que les résistances thermiques se comportent comme les résistances électriques et que, par conséquent, l’analogie électrique s’applique parfaitement aux calculs de l’isolation thermique.
Si...
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Principales formules de base
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Mac ADAM (W. H.) - Transmission de la chaleur. - Traduit par Boudrot. Dunod (1954).
-
(2) - CAMMERER (J. S.) - Der Wärme- und Kälteschutz in der Industrie - (La protection contre la chaleur et le froid dans l’industrie). 4e éd., Springer Verlag (1962).
-
(3) - NISOLLE (L.) - Déperdition d’un tuyau enterré. - Chaleur et Industrie, mai 1932.
-
(4) - EBERLE - Versuche über den Wärme und Spannungsverlust bei Fortleitung gesättigten und überhitzten Wasserdampfes. - 78 VDI (D) (1908).
-
(5) - WADIN (A.) - Le choix rationnel du calorifuge le plus économique. - Dunod (1947).
-
(6) - BALLOT (G.), DUMINIL (M.) - Isolation frigorifique : guide théorique et pratique. - Pyc Éditions (1981).
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