Caractérisation thermique des parois en régime variable des températures. Mesure des facteurs de réponse

Résumé

Cette étude présente une problématique expérimentale de détermination des caractéristiques thermophysiques des parois de bâtiments en régime variable des températures.

Après avoir décrit les grandes orientations de recherche en matière de simulation numérique des bâtiments, les auteurs expliquent pourquoi, dans certains cas, on se trouve confronté obligatoirement à l'expérimentation pour accéder aux caractéristiques thermophysiques des parois. Ce problème posé, ils développent un schéma méthodologique expérimental qui leur permet, progressivement, d'atteindre la connaissance des facteurs de réponse des parois à forte hétérogénéité de constitution physique.

Le montage expérimental est présenté avec des précisions sur ses différentes parties, le matériel et les techniques mises en œuvre pour remédier aux problèmes classiques de régulation de signaux ou de stabilité des ambiances thermiques.

On montre, en particulier, comment les questions relatives aux coefficients d'échanges thermiques ont été réglées et les incertitudes sur la mesure qui y sont liées.

Les facteurs de réponse sont mesurés pour trois parois de 1 m²: paroid de PVC (e=3 cm), paroid de plâtre (e=6 cm) et paroi de particules de bois pressées extrudée (e=3,4 cm). Les deux premières, considérées comme homogènes, ont permis de caler le modèle théorique. La troisième met en évidence la pertinence du montage par son hétérogénéité.

Ces premières mesures sont alors présentées comme un support de discussion sur deux questions expérimentales importantes auxquelles les auteurs donnent une amorce de réponse: la qualité du signal impulsionnel (nécessité d'un signal pur?) et la nature des séries de facteurs de réponse mesurés (facteurs ambiance-ambiance ou surface-surface).

Les auteurs terminent sur les perspectives de développement de telles mesures et la nécessité de passer à une échelle supérieure.

Summary

This study presents an experimental approach to the problem of determining the thermal and physical characteristics of building walls under variable temperature states.

Having described the principal research approaches to numerical simulation of buildings, the authors explain why, in certain cases, there is a compulsory need for testing to define the thermal and physical characteristics of walls. Once this problem raised, they develop a methodical testing scheme with which it is progressively possible to identify the response factors of walls of pronounced heterogeneousness from the physical point de view.

The test arrangement is presented with the essential details on the various parts, the equipment and techniques used to remedy classical problems of signal regulation or stability of thermal environments.

Particular emphasis shows how questions concerning thermal exchange coefficients have been answered in spite of the uncertainty in the measurement involved.

The response factors are measured for three walls of 1 m² surface area: a PVC wall 3 cm thick, a gypsum plaster wall 6 cm thick and an extruded compressed chipboard panel 3.4 cm thick. The theoretical model fit was based on the first two considered homogeneous. The heterogeneousness of the third underlines the relevance of the test arrangement.

These preliminary measurements are then presented as a basis for discussion on two important experimental questions to which the authors give the beginning of an answer: the quality of the impulse signal (need for a pure signal) and the type of series of response factors measured (environment-environment or surface-surface).

In closing the authors outline the development perspective of such measurements and the necessity for pursuing work on a larger scale.