Qualification expérimentale des performances d'un dispositif de bardage avec lame d'air tampon et parement en bois

• Auteur / Autrice : Jesus Nvé Mitogo Eseng
• Direction : Denis Bruneau, Jean-Rodolphe Puiggali
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 13/03/2012
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux
• Jury : Président / Présidente : Daniel Guitard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Antoine Collignan, Yves Jannot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Isolation thermique

Pin maritime

Panneaux de fibres

Bardage (construction)

Mots clés libres

Bardage - bois

Isolation active

Confort thermique

Cheminée solaire

Cladding - wood

Active insulation

Thermal comfort

Solar chimney

Résumé

Aujourd’hui à de nombreuses études sur la thermique du bâtiment pour réduire la consommation d’énergie tout en préservant le confort des usagers sont proposées. Le travail présenté ici met en avant les performances d’une technique d’isolation active par un dispositif de bardage extérieur de ce fait soumis au rayonnement solaire incident. L’étude expérimentale mise en oeuvre a permis de caractériser les échanges thermiques à l’intérieur de la lame d’air verticale (circulante ou non circulante), qui sont la clef de ce type de dispositif, en fonction des différents paramètres retenus comme pertinents. Le terme moteur est bien évidemment l’éclairement solaire. La distance parement extérieur mur support, i.e. l’épaisseur de la lame d’air, conditionne un rapport d’aspect et influe donc sur la vitesse de l’air circulant ou sur le volume tampon en situation non circulante et donc sur les échanges thermiques. Enfin les caractéristiques thermiques du parement extérieur, ici une lame de pin maritime ou un bois aggloméré, impactent assez fortement sur l’évolution temporelle des différentes. Une modélisation globale du comportement de la cheminée solaire que constitue le bardageet quelques simulations numériques ont permis de conforter ces différents résultats expérimentaux. On retiendra qu’en été, la solution optimale est un dispositif de bardage avec peu d’inertie thermique et un écoulement d’air rapide alors qu’en hiver, un dispositif avec inertie et sans écoulement contribue à assurer un bon volant thermique.

Today many studies on thermal building to reduce energy consumption while maintaining user comfort are proposed. The work presented here highlights the performance of an active isolation technique by means of exterior cladding thus subjected to solar radiation.The experimental study has been used to characterize the heat transfers inside the vertical cavity (air circulating or not), which are the key to this type of device, depending on various parameter staken as relevant. The driving factor is of course the solar irradiance. The thickness of the air gap induces an aspect ratio and thus affects the speed of the air flowing or the buffer volume and therefore the heat exchanges. Finally, the thermal characteristics of the cladding here maritime pine or chipboard, impact quite strongly on the temporal evolution of the different temperatures.The cladding and the vertical cavity act as a solar chimney, a global modeling of its behavior and some numerical simulations have strengthened the experimental results. We note that in summer, the optimal solution is a device of cladding with little thermal mass an drapid air flow while in winter, a device with large thermal mass and without flow helps to ensure a good thermal flywheel.