CALCUL DE FLUX A PARTIR d'un relevé de température

[inviteffaedfa2]

Bonjour, voici la situation :
Afin d'effectuer quelques tests sur un nouveau type de parois verticales, je souhaiterais déterminer la densité de flux (au m2 donc) perdue. J'ai donc effectué des relevés de températures grâce à une camera thermique qui me permet d'exporter sur un feuillet excel 90 x 120 points de températures sur un plan d'environ 4 m2 (intérieur et extérieur). Je possède les valeurs de conductivité de chaque couche donc je pourrais facilement calculer le flux de conduction ; mais voilà, je souhaiterais justement retrouver ces valeurs afin de les vérifier et calculer ce flux en prenant en compte les ponts thermiques qui apparaissent sur ce relevé. Mon but après plusieurs essais est d'obtenir une valeur au m2 facilement multipliable pour obtenir les déperditions à la louche d'un batiment.

Je vous expose donc ma question : comment calculer un flux thermique en W/m2 sans utiliser les conductivités mais en partant d'un relevé de température précis ?

Merci pour votre aide
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[invite1ee93524]

Salut,
je ne pense pas que connaître les températures superficielles de tes surfaces sur les côtés intérieur et extérieur te soit très utile. Tu pourrais les exploiter aux conditions (1) d'être en régime permanent (si c'est de la mesure sur un produit en phase de développement c'est faisable mais si c'est de la mesure sur une construction c'est mois réaliste) et (2) et d'avoir un flux perpendiculaire aux surfaces ce qui n'est en général pas le cas (surtout proche des ponts thermiques).

Tu seras en plus sans doute contraint de connaître la conductivité thermique équivalente du mur.

Tu peux sinon supposer que tu connais le coefficient d'échange entre tes surfaces et l'air sur lequel elles donnent. Tu peux par exemple prendre les valeurs conventionnelles retenues pour des surfaces intérieure et extérieure. Connaissant la température d'un point de ta surface, tu peux en déduire le flux passant par ce point si tu connais la température de l'air. En faisant la somme de tous tes flux point par point, tu dois pouvoir reconstruire ton flux total.

En procédant ainsi, tu obtiens 2 flux : un flux intérieur et un flux extérieur, différents a priori. Pour un calcul plus détaillé tu peux toujours modéliser ta pièce à l'aide d'un logiciel de CFD et spécifier les températures relevées sur les parois. Le logiciel déterminera donc les coefficients d'échange de manière plus précise et tu en déduiras un flux plus réaliste. Le calcul du flux extérieur est soumis à plus d'imprécision car tu ne connais pas forcément précisément l'écoulement de l'air proche du mur (vitesse et direction du vent, etc.)

[invite4819cb64]

On peut y arriver mais avec des contraintes:
Côté intérieur: maintenir une température donnée avec un thermostat précis (car comme la chaleur va partir, ce côté va refroidir)
Côté extérieur: maintenir la température constante avec un autre thermostat.

Obligation: faire un caisson hyperisolé (pour que les pertes soient négligeables) coupé en deux par la paroi et tenir compte du rendement des machines.

Si t int et text sont constants alors

E= (text-tint)*S*u*t =>u=E/(Delta t°)*S*t
avec E= énergie consommée par les appareils de régulation des températures constantes.

[invite15928b85]

Bonsoir.
Une solution est peut-être la mesure directe du flux thermique. Voir par exemple http://www.captec.fr

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteffaedfa2]

Très bien, j'ai dès lors une nouvelle question. Après avoir creusé la question, je fini par me résigner à utiliser les conductivité de chaque couche. Cependant en négligeant le rayonnement de la paroi, je cherche à atteindre au plus précis le flux "sortant" correspondant aux besoins en chauffage nécessaires pour maintenir une température de consigne de 21 °C à l'intérieur. Comme la paroi intérieure du mur est à 19 °C (contre 21) et la paroi extérieure à 5 °C contre 3, il me faudrait donc en plus d'un flux conductif (entre 19 et 5) calculer deux flux convectifs (21 -19) et (5-3). Cependant je bloque sur les h. J'ai fini par trouver un 8 pour hi et 23 pour he.

Ces valeurs vous semblent elles correctes et mon raisonnement est il plausible.

Merci de votre aide

[invite1ee93524]

Salut,
peux-tu préciser si ta mesure concerne un mur d'une construction ou est un élément seul sur lequel tu fais tes mesures ? Par ailleurs, es-tu à l'équilibre thermique ? Si la réponse est oui à ces deux questions alors le flux qui traverse ton mur est également celui qui en sort et celui qui y pénètre : le flux conductif de ta paroi sera égal à chacun des deux flux convectifs.

[inviteffaedfa2]

Pour l'instant, le calcul se fait sur une portion de mur d'un bureau. J'ai bien compris ta réponse mais je pose la question suivante.

Le flux conductif lié à la paroi se calcule en prenant les températures de surfaces int et ext soit ces fameux 19 et 5°C. Cependant, la paroi int étant de 2 °C inférieure à la température de consigne du bureau, ne devrais je pas rajouter le flux convectif int afin d'obtenir les dépenses énergétiques nécessaires au maintient de ces 21 °C à l'intérieur du local ?

[invite1ee93524]

Non tu n'as pas à rajouter les flux convectifs : le flux convectif intérieur serait la quantité de chaleur transmise de l'air intérieur à la surface intérieure de ta paroi, cette quantité de chaleur est ensuite transmise par conduction de ta surface intérieure à ta surface extérieure ; et enfin, cette quantité de chaleur est transmise de ta paroi extérieure à l'air extérieur. Ces trois flux sont identiques, pour les connaître il suffit d'en calculer un seul. Et dans ce cas il te suffit donc de calculer le flux conductif pour les connaître. Tu pourras calculer ton flux conductif effectivement avec les températures de surface, si tu es à l'équilibre thermique et si tu n'as pas d'effet de bords (ponts thermiques).