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RÉSUMÉ
Le chauffage solaire passif consiste à chauffer un volume grâce à l’énergie solaire mais sans avoir recours à une installation de panneaux solaires photovoltaïques. La chaleur du soleil est ici captée et reçue à l’intérieur du logement par ses ouvertures et ensuite emmagasinée dans les murs, le plafond ainsi que le sol conçus dans des matériaux retenant la chaleur et la redistribuant progressivement tout au long de la journée. C’est ce qu’on appelle le chauffage bioclimatique. Cette production d’énergie n’échappe pas aux lois des échanges thermiques classiques qui sont la conduction, la convection et le rayonnement.
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Natacha BELLOIR : Conducteur d’opération - Ministère des Armées
INTRODUCTION
Suivant qu’il est opaque ou transparent, un matériau n’opposera pas à un rayonnement donné les mêmes propriétés d’absorption et d’émission, ces deux caractéristiques restant néanmoins étroitement liées. L’absorption étant un phénomène qui a lieu dans la masse, sera fonction de l’épaisseur traversée. À l’opposé, un matériau émet un rayonnement en puisant dans son stock interne d’énergie, ce qui entraîne une diminution de sa température.
Ainsi, le comportement d’un matériau opaque est déterminé par son coefficient d’absorption moyen et par son émissivité moyenne aux températures usuelles. Ces paramètres qualifieront sa surface de sélective, bon réflecteur, froide ou proche du corps noir. Par contre, un matériau transparent est caractérisé par son coefficient de transmission, fonction bien sûr de la longueur d’onde mais aussi de l’incidence du rayonnement.
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3. Conduction
3.1 Définition de la conduction
La conduction est un mode de transfert de proche en proche dans un solide ou un liquide non en mouvement. Ce phénomène est gouverné par la distribution des températures au sein du solide, par le flux de chaleur et la valeur de la conductivité thermique du matériau concerné. En réalité, les conditions aux limites imposent d’autres règles qui ne simplifient pas l’approche.
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Cas simple
Dans ce mode de transfert, deux éléments sont étroitement interconnectés : la distribution des températures au sein du solide et le flux de chaleur qui transite d’un point à un autre. Dans le cas simple où la température ne dépend que d’une direction, par exemple x, le flux de chaleur Q (en W/m2) se met sous la forme :
Où λ est la conductivité thermique du matériau, signifiant que le flux se dirige toujours des températures élevées vers les températures basses.
La conductivité thermique des matériaux usuels varie de 0,03 W/m.°C pour les très bons isolants à 2 pour les matériaux lourds de construction, les métaux ayant des valeurs très supérieures, de quelques dizaines à plus de 100.
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Cas d’un mur : flux entrant et flux sortant
Dans tout ce qui suit, nous ne nous intéresserons qu’au mur, seul cas d’intérêt pratique pour le bâtiment, pour mettre en évidence les phénomènes clés. Ce mur a une face extérieure et une face intérieure et nous allons voir comment les flux transitent de l’extérieur vers l’intérieur.
Flux entrant : flux passant de l’extérieur sur la face externe du mur.
Flux sortant : flux passant de la face interne du mur vers l’intérieur.
Naturellement, ces flux peuvent être négatifs : un flux entrant négatif signifie que la face externe du mur renvoie de la chaleur vers l’extérieur.
3.2 Paramètres...
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ANNEXES
Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Verre à couche Low-E
Saint-Gobain Glass France
Vitro Verre Architectural
http://www.vitrowindowglass.com
Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)Organisme professionnel de prévention du bâtiment et des travaux publics (OPPBTP)
Fédération française du bâtiment (FFB)
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