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Inertie thermique



  1. #1
    Matho 44

    Inertie thermique


    ------

    Bonjour à tous,

    Je suis à la recherche de la formule qui permet de calculer l'inertie thermique d'une paroi. J'ais fais plusieurs recherches déjà mais je ne trouve que la détermination de l'inertie thermique par le tableau de la RT2005.

    J'ais vu que l'inertie thermique s'exprime en Wh / m².K (Apparement)

    Merci

    -----

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  3. #2
    Pera

    Re : Inertie thermique

    ca se calcule, car ca depend de beucoup, beaucoup de chose.

    a+

  4. #3
    Matho 44

    Inertie thermique

    C'est vrai que ca dépend de beaucoup de choses : diffusivité , effusivité, et capacité thermique de la paroi mais il doit bien exister une formule qui reprend tous ses paramètres pour pouvoir calculer l'inertie, non?

    Merci

  5. #4
    Pera

    Re : Inertie thermique

    il est en existe plusieurs.

    tu les combine et tu obtiens une equation de la chaleur.

    que l'on resoud generalement avec un ordinateur (sauf cas simple).

    a+

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Philou67

    Re : Inertie thermique

    Qu'entends-tu par inertie d'une parois ?
    Si tu parles du déphasage et de l'atténuation d'une onde de chaleur, tu trouves un formulation simplifiée dans le formulaire de la calculette ideesmaison.
    :'( Plus j'apprends, et plus je mesure mon ignorance

  8. #6
    Matho 44

    Re : Inertie thermique

    Merci Philou 67,

    Cette feuille de calcul à l'air très bien, un peu compliqué mais bien.
    Par contre comme fait on pour connaître l'inertie totale de ta paroi, tu calcul l'inertie de ton isolant + l'inertie de ton béton (par exemple) ?

    Merci

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  10. #7
    Philou67

    Re : Inertie thermique

    Le déphasage et l'atténuation ne sont pas tout pour identifier une configuration idéale dans une maison, car la position des éléments qui compose une paroi à une importance sur le résultat final.

    La formule approximée donnera un déphasage à peu près correct en additionnant les déphasages des composants
    élémentaires de la paroi.

    En revanche, le calcul de l'atténuation va dépendre de la position de chaque matériau selon moi, et son calcul est sans doute beaucoup plus complexe que la simple multiplication des atténuations (comme c'est expliqué dans le formulaire)... mais je peux me tromper.
    :'( Plus j'apprends, et plus je mesure mon ignorance

  11. #8
    marcsou

    Re : Inertie thermique

    jusque maintenant je n'ai jamais vu de bonne formule mathématique pour faire cela , on fait des approximations au mieux, la formule d'idée maison permet de voir le passage de la chaleur par rapport à l'extérieur mais ne tient pas compte du réchauffement qui vient de l'intérieure de la maison par les baies vitrées , par l'entrée d'air chaud, de la cuisine en été, de l'éclairage etc...

  12. #9
    Philou67

    Re : Inertie thermique

    Tout à fait marcsou, pour cela, il me semble presque indispensable de passer par une simulation dynamique, car de toute façon, le comportement inertiel d'un bâtiment ne peut pas se résumer à deux ou trois constantes caractéristiques.
    :'( Plus j'apprends, et plus je mesure mon ignorance

  13. #10
    remyb

    Re : Inertie thermique

    Citation Envoyé par Matho 44 Voir le message
    Je suis à la recherche de la formule qui permet de calculer l'inertie thermique d'une paroi.
    Est-ce que c'est la quantité de chaleur stocké dans la paroi lorsque la température intérieur s'élève de 1°C ?

    Si c'est bien cela, ça doit s'obtient à partir de :
    - la masse volumique
    - l'épaisseur
    - la chaleur massique
    et de la répartition de la variation de chaleur dans le mur (celle-ci est fonction de la résistance thermique de chaque constituant).

    Les deux régimes avant et après étant stationnaires, il n'y a pas besoin de simulation dynamique, non ?

  14. #11
    Philou67

    Re : Inertie thermique

    Quand on parle d'inertie, on ne sait jamais de quoi on parle : déphasage, accumulation, atténuation, températures des matériaux... c'est pas 42jerome qui a fait une thèse la dessus ? (si je me trompe d'auteur, faites moi signe).
    :'( Plus j'apprends, et plus je mesure mon ignorance

  15. #12
    Pera

    Re : Inertie thermique

    inertie => temps, non? ou j'ai mal compris.

    et temps => dynamique.

    en fait, il faut considerer que la chaleur fuit sous forme de flux.

    il faut donc prendre en compte un coefficient de conduction et un conductivite thermique.

    ce n'est pas que la taille de la baignoire qui importe, mais les debit d'eaux pour savoir combien de temps il faut pour la remplir!

    bref, voili

    apres, j'ai peut-etre compris de travers.

    a +

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  17. #13
    remyb

    Re : Inertie thermique

    Citation Envoyé par Pera Voir le message
    ce n'est pas que la taille de la baignoire qui importe, mais les debit d'eaux pour savoir combien de temps il faut pour la remplir!
    Pour moi :
    - l'inertie, c'est le volume de la baignoire
    - la fuite, est donnée par la qualité de l'isolation
    - le robinet, c'est le chauffage (c'est à dire payant) + le soleil (solaire passif=gratuit)

    Sans le "soleil", je suis d'accord avec toi, la taille de la baignoire, on s'en fout...
    Mais avec un robinet "gratuit" comme le soleil, la taille de la baignoire, peut faire une grosse différence sur la facture : Si elle est trop petite, elle déborde pendant une belle journée ensoleillée, et c'est autant d'eau gratuite qui faudra remplacer par de l'eau payante...

  18. #14
    Philou67

    Re : Inertie thermique

    Pour moi, la baignoire, c'est la capacité de stockage... alors que l'inertie, c'est la propriété d'un matériau à s'opposer à son changement de température. Cette propriété peut s'exprimer à travers divers moyens :
    - capacité d'accumulation (remplir la baignoire : si elle est petite, on la rempli vite et elle déborde rapidement..., le frein est limité) => ceci se traduit par la capacité thermique et la masse
    - freiner les flux dans ce matériau (reduire la taille des trous de la baignoire, partitionner la baignoire en d'innonbrables petites cloisons le plus hermétiques possibles) => on parle de résistance thermique, de diffusivité, ...

    Sinon, je suis d'accord qu'il ne faut pas avoir peur d'avoir une grosse baignoire.
    :'( Plus j'apprends, et plus je mesure mon ignorance

  19. #15
    lemat

    Re : Inertie thermique

    Pour moi, prof de méca, l'inertie est la capacité à s'opposé au mouvement (donc dynamique). En thermique du bâti, une paroi pourra s'opposer à l'entrée de chaleur dans la maison, dans ce cas c'est le déphasage qui joue. La paroi pourra s'opposée à la fuite des calories vers l'exterieur, c'est la résistance thermique qui joue. Enfin une paroi pourra s'opposée au variation de température interieure, là il faut rajouter la capacité thermique.

    Comme s'est un tout, tout le monde à raison, dans ce sens il n'y à pas de formule spécifique à l'inertie, l'inertie est obtenue par l'étude du comportement thermique de la maison.

    Au sens de la norme thermique RT, l'inertie fait référence à la capacité thermique, définie suivant la constitution des parois (lourdes ou légères) et classée en inertie (très forte,forte, moyenne, très faible).
    Dans ce cas la "maitrise" de l'inertie est empirique (voir le guide de la maison solaire de Ed Mazria, qui donne des régles de dimensionnement)

  20. #16
    Pera

    Re : Inertie thermique

    bien situe le probleme lemat.

    j'ajouterai que le vent peut augmenter les "fuites" donc cela devient difficile de choisir une valeur (fixe)

    pour info, l'inertie thermique d'une cave est de 6 mosi environ (pour reparler de phase) c'est pour ca qu'il y fait chaud en hiver et froid en ete!

    bref, probleme complique!

    a +

  21. #17
    marcsou

    Re : Inertie thermique

    une cave n'a pas d'inertie en soi , c'est les tonnes de terre autour qui ont une inertie.

    prenons le meilleur cas pour l'inertie un mur en béton de 30 cm , le problème le soleil tappe-t-il dessus , la température intérieure augmente-t-elle ? , y-a-t-il un isolant à l'extérieur ? l'isolant va empêcher la chaleur de moins rentrer en journée mais la nuit va empêcher le mur de se refroidir ?

    la meilleur solution pour calculer est soit le mur intérieur soit une dalle de sol isolée , on peut alors seulement se contenter de la chaleur massique mais les calculs à mon avis sont encore faussés car on le calcule pendant 10-12h en ne tenant pas en compte si pendant la nuit il se refroduit pour savoir le lendemain quelle quantité de chaleur il est encore capable d'absorber.

  22. #18
    remyb

    Re : Inertie thermique

    Citation Envoyé par lemat Voir le message
    l'inertie est la capacité à s'opposé au mouvement.
    C'est pas plutôt les frottements qui s'opposent au mouvement...
    L'inertie s'oppose plutôt à la variation du mouvement, non ?

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  24. #19
    Philou67

    Re : Inertie thermique

    Citation Envoyé par remyb Voir le message
    L'inertie s'oppose plutôt à la variation du mouvement, non ?
    C'est ce que je voulais dire par : s'oppose au changement de température.
    :'( Plus j'apprends, et plus je mesure mon ignorance

  25. #20
    Pera

    Re : Inertie thermique

    Citation Envoyé par marcsou Voir le message
    une cave n'a pas d'inertie en soi , c'est les tonnes de terre autour qui ont une inertie.
    1 000 excuses marcsou

    En fait, ma cave a des tonnes de terres autour.
    J'avais oublie (par inertie) qu'il existait des caves pour les quelles ce n'etait pas le cas!!

    a +

  26. #21
    lemat

    Re : Inertie thermique

    Citation Envoyé par remyb Voir le message
    C'est pas plutôt les frottements qui s'opposent au mouvement...
    L'inertie s'oppose plutôt à la variation du mouvement, non ?
    Tout à fait.

  27. #22
    ofmika

    Re : Inertie thermique

    Bonjour,

    Suite à une discussion sur l'inertie entre Herakles, Rey.Raphael et moi-même (voir le fil http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post2263410 (recul maison bloc coffrant isolant)), je continue sur ce fil dont le titre est plus en phase avec le thème abordé.

    Dans l'un de mes messages j'avais écrit :

    Il faut donc un minimum d'inertie. Quelqu'un connait une formule qui permettrait de déterminer le seuil minimum ? Surement pas une formule simple puisque cela dépend de l'isolation, du volume, de l'orientation, des apports solaires, ...
    Et comme il y a un seuil minimum à franchir pour avoir une maison confortable, il y a surement un seuil max au delà duquel plus d'inertie n'apporte rien à la maison ou voir même nuirait à ce confort.
    Est ce qu'un bureau d'étude est capable de calculer cela ?
    Quelqu'un a une ou des formules pour répondre à cette problématique ?
    Je suis entrain de lire un livre (Passive solar Energy de Bruce Anderson & Malcolm Wells) qui donne un début de réponse :

    Si le soleil frappe directement une masse inertielle, chaque m2 de fenêtre nécessite environ 2 m3 (pas sur de la traduction de l'unité dans le livre c'est écrit 2 cubic feet) de béton/brique/pierre afin d'éviter les surchauffes et pour fournir de la chaleur la nuit.

    Si le soleil ne chauffe pas directement une masse mais chauffe l'air qui a son tour va chauffer la masse, 4 fois plus de masse est nécessaire pour éviter la surchauffe.

    Une masse inertielle exposée au soleil accumulera 4 fois plus de chaleur qu'une masse non exposée aux rayons du soleil. Ce qui sous entend que cette masse doit être correctement placée afin que son usage soit maximum.


    Du coup, je me demande :
    Est il juste de dire que recouvrir une dalle béton par un parquet flottant nuira au stockage de chaleur par cette dalle de béton ?
    Une dalle (au RDC ou a l'étage) devrait donc être recouverte que par du carrelage afin que le stockage soit maximum ?
    Y a t'il un type de carrelage plus adapté qu'un autre afin de maximaliser l'accumulation de chaleur dans la dalle?

    L'idéal serait de laisser le béton à nu mais je doute que ma femme apprécie cette déco !!

    Merci

    Michel

  28. #23
    dolf7

    Re : Inertie thermique

    Citation Envoyé par ofmika Voir le message
    Bonjour,

    Si le soleil ne chauffe pas directement une masse mais chauffe l'air qui a son tour va chauffer la masse, 4 fois plus de masse est nécessaire pour éviter la surchauffe.
    Une masse inertielle exposée au soleil accumulera 4 fois plus de chaleur qu'une masse non exposée aux rayons du soleil. Ce qui sous entend que cette masse doit être correctement placée afin que son usage soit maximum.
    Là, je comprends pas trop ton raisonnement


    Citation Envoyé par ofmika Voir le message
    Du coup, je me demande :
    Est il juste de dire que recouvrir une dalle béton par un parquet flottant nuira au stockage de chaleur par cette dalle de béton ?.
    Tout dépend de l'épaisseur de ton parquet,mais dans tout les cas,je pense qu'il est plus intéressant de choisir un autre type de revêtement.

    Citation Envoyé par ofmika Voir le message
    Une dalle (au RDC ou a l'étage) devrait donc être recouverte que par du carrelage afin que le stockage soit maximum ?
    Oui

    Citation Envoyé par ofmika Voir le message
    Y a t'il un type de carrelage plus adapté qu'un autre afin de maximaliser l'accumulation de chaleur dans la dalle?
    La terre cuite ....

    Citation Envoyé par ofmika Voir le message
    L'idéal serait de laisser le béton à nu mais je doute que ma femme apprécie cette déco !!
    Là,tu te trompes Michel !! car a la maison madame veut du béton ciré au sol du rdc ....
    --De l’audace, encore de l’audace, toujours de l’audace-Danton,le 02 sept 1792--

  29. #24
    Joanet

    Re : Inertie thermique

    1 cubic feet equivale à 0,0283 mètre cube donc si sur le livre il y a écrit ça, 2 ft3/m2 me semble un peu trop bas pour valoriser les apports solaires.

    Je crois qu'il vaut mieu utiliser des matériaux lourds sur le beton qu'un parquet en bois.

    Si le soleil incide directament sur la dalle ça ser mieu parceque l'absortion de la chaleur sera directe. D'autre façon, etant le coefficient d'echange de chaleur par convection trop faible sur des surfaces horizontals (pas les toits), il sera plus difficile de "chauffer" la dalle afin de "refroidir" l'air...

    Meilleurs salutations.

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  31. #25
    ofmika

    Re : Inertie thermique

    Bonjour,

    Citation Envoyé par dolf7 Voir le message
    Là, je comprends pas trop ton raisonnement
    Joanet :
    1 cubic feet equivale à 0,0283 mètre cube donc si sur le livre il y a écrit ça, 2 ft3/m2 me semble un peu trop bas pour valoriser les apports solaires.
    Effectivement cela ne fait pas grand chose...

    Il est possible que j'ai mal traduit le texte. En voici donc la version originale :
    If sunlight strikes directly on the mass (such as a brick floor), each square foot of a window needs roughly 2 cubic feet of concrete, brick, or stone to prevent overheating and to provide heat at night. If sunlight does not strike the mass, but heats the air that in turn heats the mass, four times as much mass is required.
    J'ai interprété la deuxième phrase comme cela : si le soleil ne chauffe pas directement une masse inertielle, dans ce cas, il chauffe essentiellement l'air qui chauffera à son tour les masses inertielles non exposées au soleil. Pour éviter la surchauffe, il faudrait alors 4 fois plus de masse (soit 4 * 2 cubic feet) pour éviter la surchauffe.


    Là,tu te trompes Michel !! car a la maison madame veut du béton ciré au sol du rdc
    Visuellement ca a l'air pas trop mal. Il faudrait que j'aille voir pour le toucher d'aspect. Qu'en est il pour la dureté (mes enfants ne sont pas tendre avec notre sol) et des frottements (passages répétés) ?

    Merci pour vos réponses.
    Michel

  32. #26
    Joanet

    Re : Inertie thermique

    Citation Envoyé par ofmika Voir le message
    Joanet :

    Effectivement cela ne fait pas grand chose...

    Il est possible que j'ai mal traduit le texte. En voici donc la version originale :


    J'ai interprété la deuxième phrase comme cela : si le soleil ne chauffe pas directement une masse inertielle, dans ce cas, il chauffe essentiellement l'air qui chauffera à son tour les masses inertielles non exposées au soleil. Pour éviter la surchauffe, il faudrait alors 4 fois plus de masse (soit 4 * 2 cubic feet) pour éviter la surchauffe.

    Michel
    C'est à dire, pour 10 m2 de vitrages sud, par exemple, supossant que le soleil ne balaye pas directement la dalle (je ne vois pas comment ça pourrais être possible) le livre conseille 10 x 2 x 4= 80 m3 de beton (voir matériaux lourd)... ça c'est dejà une autre chause
    Dernière modification par Philou67 ; 30/03/2009 à 08h30.

  33. #27
    rcgui

    Re : Inertie thermique

    1 pied carré = 0.093 m² (1 pied = 0.3048 mètre)

    du coup, la masse nécessaire n'est pas si faible que ça par rapport à la surface de vitrage

    je sais pas si le rapport masse/surface est le même entre les cubic feet et les square feet qu'entre mes m3 et les m2, (trop tôt pour réfléchir je me lève) mais ça la "traduction" 1m² de vitre pour 1m3 de béton parait du coup plus cohérente

  34. #28
    ofmika

    Re : Inertie thermique

    Citation Envoyé par Joanet Voir le message
    supossant que le soleil ne balaye pas directement la dalle (je ne vois pas comment ça pourrais être possible)
    Ben le sol n'est pas forcément en béton : plancher bois par exemple => le soleil ne frappe pas directement une masse inertielle.

    Ou si tu recouvres la dalle béton avec un parquet flottant, on isole alors la dalle béton et on perd une grosse/moyenne/petite partie de cette masse inertielle.

    Si un canapé/meuble masque la dalle aux rayons solaire, ...

    SI la pièce est trop large, les rayons ont du mal a atteindre le mur de refend et cette masse inertielle n'est pas directement exposée au soleil.

    Bref c'est pas les raisons qui manquent pour qu'une masse inertielle ne soit pas directement exposée aux rayons solaires ...

    Michel

  35. #29
    ofmika

    Re : Inertie thermique

    Bonjour,

    Dans le fil isolation par l'extérieur, Herakles avait écrit :

    http://www.regionpaca.fr/uploads/media/fiche4_01.pdf

    A lire pour comprendre l'intérêt de l'inertie ... surtout en Provence ...à Venasque ou à Séguret ...
    Une masse inertielle chauffée par le soleil stocke 4 fois plus de calories qu'une masse inertielle non visible par le soleil.
    Dans une maison, la masse inertielle dite visible par le soleil, c'est celle qui peut être atteinte par les rayons du soleil au travers d'une fenêtre.
    Dans une maison ayant une isolation par l'extérieure, les murs périphériques ne sont pas visibles. Seul le plancher et les cloisons (incluant éventuellement un mur de refend) sont visibles par les rayons solaires.
    Si je suis ce raisonnement, les murs périphériques de la maison peuvent donc être légers mais il faut mettre le max de masse dans les planchers et les cloisons.

    Ais je tord ou raison en disant cela ?

    En été, l'auvent empêche les rayons solaires de chauffer directement le plancher et les cloisons. Par contre, le plancher et les cloisons emmagasineront la chaleur diffuse qui passera (ouverture des portes / fenêtres, réflexion des rayons solaires sur le sol, chaleur rentrant par la VMC, ...) évitant ainsi la surchauffe.


    Dans le PDF de Herakles, on constate aussi que l'inertie permet de diminuer la facture de chauffage mais qu'à partir d'un certain point, la facture de chauffage réaugmente.

    Michel

  36. #30
    herakles
    Animateur Habitat

    Re : Inertie thermique

    Ais je tord ou raison en disant cela ?
    tu oublies simplement les autres modes de transmission de la chaleur et la définition de la température moyenne résultante pour l'homme :

    - une dalle exposée au soleil se rechauffe , mais en même temps va rayonner une part vers les autres murs
    -de même l'air se réchauffe par contact contre la dalle ( les rideaux aussi chauffent l'air , les meubles , les molécules et poussières de l'air) et entre en mouvement , lèche les autres parois

    Et le rayonnement diffus aussi joue son rôle , à petite dose

    au final , la dalle insolée chauffe , suivie après par le reste des murs avec un certain décalage dans l'aprèm et le soir , de sorte que toutes les parois inertielles (plafond lourd, plancher , cloisons ) finissent par prendre une température d'équilibre et la température résultante (moyenne température des murs et de l'air) permet de baisser le chauffage .

    Plus la surface d'échange est dévéloppée , mieux c'est = 1 cube de 1M3 de béton n'a que 4m2 de parois verticales , et un refend de 10cm d'épaisseur et de 10 m2 (= 1m3) fait 20m2 de surface d'échange ...

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