mettons a plat le pb dephasage des isolants.

[_jocelyn_]

discussion interressante; je viens y mettre un grain de sel !

L'idéal, a ce que je comprends, est que le maximum de l'onde de chaleur, atteint vers 14~15 h à l'extérieur, ne franchisse le mur que dans le frais de la nuit, donc entre 2 et 6 h du matin; ce qui fait un déphasage idéal de 12 à 16 heures. J'ai tout bon ?

Si je considère un bon gros mur en pierre, genre schiste, grès, granite, ..., de 60 cm d'épaisseur; je calcule un déphasage de ~13h30.
Si je veux isoler ce mur efficacement, par exemple avec 16 cm d'ouate de cellulose (R de 4), je rajoute presque 5 heure de déphasage.
Dans ce cas, le pic de chaleur de l'après midi me sera restitué à partir de 8 heure du matin, pile au moment ou la chaleur remonte, n'est ce pas ?

Faut-il en déduire que sur des vieux murs de ce genre il vaut mieux isoler avec de la laine de roche pour éviter la surchauffe au matin ?

Ou bien que l'onde de froid de l'air frais de la nuit diffusé dans la maison, croisant l'onde de chaleur à l'intérieur du mur atténuera suffisament celle-ci pour qu'elle ne soit plus perceptible au petit matin ?
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[phil12]

Bonsoir jocelyn ,

Tu as raison ,c'est pour cela que l'on construit des maisons modernes adaptees au lieu de s'embeter avec les problemes insolubles de l'ancien.

Un peu comme le gars qui veut faire du tout terrain avec sa ford T, certains preferent un modele 2011 avec amortisseurs adaptes ,essuies glace , crabotage etc..

[pueblo]

c'est quoi la mib???

[KroM67]

Un peu comme le gars qui veut faire du tout terrain avec sa ford T, certains preferent un modele 2011 avec amortisseurs adaptes ,essuies glace , crabotage etc..

Et dont le voyant d'airbag te laisse en rade au milieu de la pampa où aucun autochtone ne pourra te dépanner vu qu'il n'a pas la valise adéquate (expérience vécue)...

[SK69202]

Bonjour.

L'idéal, a ce que je comprends, est que le maximum de l'onde de chaleur, atteint vers 14~15 h à l'extérieur, ne franchisse le mur que dans le frais de la nuit, donc entre 2 et 6 h du matin; ce qui fait un déphasage idéal de 12 à 16 heures. J'ai tout bon ?

Si je considère un bon gros mur en pierre, genre schiste, grès, granite, ..., de 60 cm d'épaisseur; je calcule un déphasage de ~13h30.
Si je veux isoler ce mur efficacement, par exemple avec 16 cm d'ouate de cellulose (R de 4), je rajoute presque 5 heure de déphasage.
Dans ce cas, le pic de chaleur de l'après midi me sera restitué à partir de 8 heure du matin, pile au moment ou la chaleur remonte, n'est ce pas ?

Le décalage du maximum thermique de la surface d'un "mur breton" par rapport au pic de température extérieure est de 30 heures, j'ai plusieurs années de mesures et 14 cm de laine de roche extérieurs ont à peine modifié cette durée.

Le seul truc, c'est la température dans la pièce qui doit rester dans les limites du confort, et cela dépend d'autres choses que le simple "déphasage" des isolants des parois.

Cet été je ferai des mesures de déphasage de températures (air) entre l'intérieur et l'extérieur, grâce à des enregistreurs, et on pourra avoir des chiffres réels.
Maintenant, le cas est spécial, inertie considérable au rez de chaussée , liège épais et refends très lourd à l'étage.

@+

[_jocelyn_]

merci de ce retour d'expérience.

Je pensais justement au mur breton, que je connais.

En y réflechissant, je soupçonne qu'il y ai des effets non linéaires, négligeables pour de faibles épaisseurs et qui deviennent prépondérants pour de plus grosses épaisseurs. Le déphasage du tunnel à galet d'herackles me confirme celà: alors que la célérité de l'onde dans la terre est donnée (en gros) entre 1 et 3 cm par heure, 80 cm donne un déphasage d'un mois. On doit sans doute retrouver celà en posant l'équation d'onde, si quelqu'un a le courage...

Je pense que les murs anciens ont une autre caractéristique: c'est un matériau composite constitué de pierre jointées à la terre; hors chaque interface entre les matériau doit logiquement ralentir / affaiblir l'onde de chaleur, non ?

SK, d'après tes mesures, as tu un ordre de grandeur de l'affaiblissement de l'onde, autrement dit le rapport entre les écarts de température intérieur / extérieur d'un tel mur ?

[herakles]

alors que la célérité de l'onde dans la terre est donnée (en gros) entre 1 et 3 cm par heure, 80 cm donne un déphasage d'un mois.

la célérité de l'onde peut se mesurer plus facilement pour un mur , moins pour une masse de terre :

cas du mur: le soleil chauffe la paroi externe qui monte à la température T°
on pointe le moment où la température de la paroi interne commence à grimper sensiblement ; de là on en déduit le temps de déphasage .de l'onde qui est dite "linéaire"

cas de la masse de terre : la source de chaleur est "ponctuelle" (tuyau , tunnel de galets , etc..) et l'onde se propage tous azimuths , tout en perdant de sa force au fur et à mesure que le front s'éloigne du tunnel ou du tuyau chaud .. on parle de dilatation de l'onde ou de dilution .
Là le calcul devient plus complexe , je n'ose pas vous le reproduire telement c'est truffé de chiffres et de différentielles .

En gros , semblable à l'équation des effets de l'explosion d'une masse d'explosif ou de l'émission de lumière d'un filament chauffé à blanc dans un milieu quelconque

J'ai juste quelque part un scan montrant un graphique des isothermes autour de deux tuyaux après deux mois de stockage en été ..(extrait d'une conférence scientifique du COMPLES-INSA de Toulouse)

Prenez donc un élastique bien épais de diamètre 5cms par exemple
mettez des clous disposés en cercles concentriques de cm en cm : diamètre 6.7 8 ....20 cm

tendez cet élastique sur les cercles successifs et observez la diminution de l'épaisseur de l'élastique ..c'est un peu comme l'énergie calorifique de l'onde : l'épaisseur du bracelet élastique devient ténue , ténue .

Rajoutez ensuite un deuxiéme bracelet , puis un second ...au fur et à mesure , les bracelets se superposent , symbolisant la quantité d'énergie emmagasinnée dans la terre au fur et à mesure que les jours passent .

[phil12]

Bonjour ,Hera

Question bete d'un boiseux;

Le mur directement en contact avec le sol par ses fondations (dans ce cas du mur de pierre) ,est il legerement rafraichit par le bas .

[herakles]

Question bete d'un boiseux;

je la trouve bonne au contraire et pertinente .. si tu te référes à mon dernier post qui parle du mur , et où je faisais abstraction du sol pour parler d'onde "linéaire "
si on prend en compte le sol et la fondation , les flux sont perturbés dans un sens ou un autre

Faut juste préciser quelles températures on a autour du mur : extérieure, intérieure , sol à 50cm ou 1m de profodeur ..

par exemple , si le sol est à 14°C , l'intérieur à 16°C et l'extérieur à -5°C ..
ben , le sol et l'intérieur contribuent tous deux à "réchauffer" ce mur - par le bas pour le sol , par le bas et haut pour l'air , pour compenser ces fuites de chaleur vers l'extérieur (cas en hiver..)

si on est en été , soleil + air extérieur à 30°C ; le sol rafraîchit le mur en "pompant" ses calories ..ce qui répond à ta question .

La mise en place d'un isolant extérieur = ITE + trottoir isolant permet de mieux réguler ces flux de chaleur dans le bon sens: sol à 14 ~ 16 °C et air intérieur à 19°C = il y a un faible gradient entre ces deux milieux, donc un flux relativement faible . ( voir les retours et relevés de T° de SK69202 sur son mur NORD )

[_jocelyn_]

la célérité de l'onde peut se mesurer plus facilement pour un mur , moins pour une masse de terre :

Pourtant, si on simplifie le problème pour le modéliser, on a des situations assez comparable, me semble-t-il:
- prenons un mètre carré de mur, au milieu (donc en supposant qu'on peut négliger les échanges thermiques vers le haut, le bas et les cotés).
On a une source de chaleur (l'air extérieur) dont la température oscille en sinus avec une période de 24 heures, de façon homogène (on dira qu'on n'est pas trop près du sol). Cette onde sinusoidale traversera le mur en s'affaiblissant (puisqu'une partie de l'énergie va rester stockée dans le mur en fonction de sa capacité thermique) et apparaitra affaiblie et déphasée de l'autre coté du mur.
- prenons un mètre carré de tunnel (vu de coté) avec sa masse de terre au dessus. On va aussi modéliser la source de chaleur (l'air circulant dans les galets) comme étant sinusoïdale avec une période de 24 heures. De la même façon, cette onde traverse la masse de terre en s'affaiblissant et apparait au niveau du sol affaiblie et déphasée.
La différence avec le mur est que dans le cas du tunnel il y a aussi des pertes sur le coté puisque la source de chaleur ne peut pas être considérée comme homogène (le tunnel ne couvre pas la totalité de la surface de la maison). Ces pertes augmentent l'affaiblissement de l'onde, puisque qu'une partie de la chaleur "s'échappe" par le coté mais ne devrait pas avoir d'influence sur le déphasage; est ce que je me trompe ?

[... pause calculs... ]

En faisant des petits calculs, j'ai compris mon erreur de raisonnement:
l'onde de chaleur de période 24 heures traverse bien la masse de terre en 24 heures; mais elle est tellement affaiblie que ce n'est pas celle ci qui est ressentie, dans le cas d'un tunnel à galet. L'onde qui finit par remonter dans la maison est celle correspondant à la montée en température du stockage; et vue la forte capacité calorifique de la terre, cette onde est très lente: la température de la masse de terre génère une onde de chaleur sinusoïdale de période d'un an (avec de petites variations parasites quotidiennes); avec cette période, mon calcul donne un déphasage de 20 jours pour une épaisseur de 80 cm, ce qui est dans le bon ordre de grandeur !

Le calcul du déphasage est bien proportionnel à l'épaisseur du matériau; le phénomène d'accentuation du déphasage dans un gros mur ancien doit donc être lié à l'hétérogénéité de celui ci; la logique me dit que chaque interface ralentit et déphase l'onde, d'autant plus que l'onde change de direction sans arrêt vu que les surfaces des pierres (les interfaces pierres / terre dans le mur sont tout sauf verticales).

Ma conclusion est (pour l'instant !) que le déphasage d'un mur traditionnel est tellement important que c'est plus la quantité de chaleur stockée qu'il faut gérer, en le maintenant un peu au dessus de la température de l'air l'hiver et un peu en dessous l'été.

[invite333b7ec3]

Ex de déphasage :
L'année de la canicule, une église de St Petersbourg accumulat tant d'énergie calorifique qu'au début décembre il faisait encore 19°C a l'intérieur.
Ca c'est du déphasage !

[phil12]

Hera,gac ,jocelyn ,

Ce fil a pour but de serier le dephasage du aux isolants , essayons de nous y tenir , il y a assez de fil sur l'inertie (tunnel a galet ,inertie et confort ete ,etc...).


Merci par avance.

[herakles]

Phil12.. justement , trop de gens se focalisent sur le déphasage de l'isolant en mettant de côté la position du mur , si mur il y a ..

Une ITE et une paroi de MOB , c'est pas du tout la même chose , question déphasage ..

[phil12]

Justement Hera mon fil a pour but de se focaliser sur les qualites thermophysiques intrinseques de l'isolant ,pas sur les element de complements des paroies opaque , des couvertures, des complements inertiques, des strategies globales etc...

Cela a ete tres tres longuement traite dans de nombreux topos.

Ps : D'ailleurs notre ami Gac pape du Pu ne nous a toujours pas donne un papier probant sur ce sujet!

Dommage avec toutes les donnees et mesure qu'il a sous le coude

[herakles]

Justement Hera mon fil a pour but de se focaliser sur les qualites thermophysiques intrinseques de l'isolant

je suis entièrement d'accord avec toi , à ceci près qu'il me paraît préférable de rappeler régulièrement qu'un isolant , par exemple ,laine de bois dense (110 kg/m3) , influe diférement sur le déphasage global d'une paroi :
- quand il est utilisé seul (MOB, combles )
- utilisé en ITE : rappeler qu'il faut prendre en compte l'inertie du mur + ou moins épais et lourd car il rajoute du déphasage .
- utilisé en ITI : le mur est alors extérieur et son influence est plus faible , même s'il amortit dans une certaine mesure les variations extérieures de température

Cela pour éviter des confusions possibles dans l'esprit de la plupart des gens comme quoi "l'isolant fait tout à lui tout seul" pour le confort intérieur (eté ou hiver )

[Joanet]

Salut,

j'ai fait quelques simulations dynamics (j'ai résolu l'équation de Fourier en regine dynamique, quoi) pour des conditions reels d'irradiation solaire et temperature ambiant (voir figure conditions de calcul) pour obtenir l'évolution de la temperature et des flux de chaleur du coté extérieur et intérieur d'un hypotetique mur de 10 cm d'éppaisseur construit juste avec de l'isolant. J'ai consideré deux types d'isolants:

Liège :
Cp =1700 J/(kg K)
rho = 120 kg/m3
k = 0,04 W/(mK)

Laine de Verre:
Cp =1100 J/(kg K)
rho = 40 kg/m3
k = 0,04 W/(mK)

et deux valeurs differentes de l'absortance au rayonement solaire du mur: a = 0.85, mur sombre et a = 0.4, mur clair.

Les résultats que je trouve sont completement hypotétiques pour une températute de l'air ambient intérieur constante et de coefficients d'échange de chaleur par convection du mur vers l'air intérieur et extérieur constantes et égales à 7 W/(m2K) et 15 W/(m2K), repectivement.

Comme vous pouvez apprecier sur les figures, pour une absortance donnée, comme la conductivité des matériaux est la même, le flux traversant le mur (graphiques à droit et ligne blue) est pareill pour les deux situations mais par contre le mur en liège décale le pic du flux de chaleur par rapport au pic extérieur (ligne rouge) d'au moins 5 h. Dans la pratique, ici il faudrait ajouter l'inertie apporté par les elements lourds place coté intérieur comme Herackles aime bien

Ce comportement du flux de chaleur est similair au niveau des températures du coté intérieur du mur (lignes bleu des graphiques à gauche). La monté en température est similaire dans les deux cas mais pour le liège s'est température maximale arrive quand l'air ambient extérieur est plus "frais" et il y a donc possibilité d'évacuer les calories par ventilation. Pas dans le cas de la LDV car le maximum coincide avec le pic de température ambient macimale vers midi...

J'essais de perfectioner le model pour pouvoir faire des calculs avec des elements lourds (voir mur massif en terre ou beton sans isolation). Pour l'instant pas possible car pour pouvoir obtenir des résultats reels il me faut tourner l'algoritme de calcul au moins pendant un jour pour reprendre les conditions finals de ce calcul comme conditions initials ... c'est l'inertie quoi...

Meilleures salutations

[_jocelyn_]

désolé, je ne voulais pas poluer le fil, j'ai juste voulu partager mon erreur de raisonnement en essayant d'évaluer le déphasage d'un mur épais.

Comme le même raisonnement et les formules utilisées s'appliquent à un isolant, je peux vous les poster demain, si celà vous interresse...
Rien de révolutionnaire non plus, je dois dire...

[_jocelyn_]

bonjour,

j'ai fait un petit récapitulatif de déphasages et atténuations de l'onde de chaleur quotidienne pour différents matériaux et différentes conditions.
Les caractéristiques des matériaux sont, pour la plupart, tirés de la feuille de calcul de Yogourth; j'ai repris la même classification entre isolants / semi-isolants / parements / porteurs.

Les isolants:

Les semi-isolants:

Les parements:

Les matériaux porteurs:


Les hypothèses sont:
- les matériaux sont homogènes et isotropes
- l'onde de chaleur est sinusoïdale, de période 24 heures
- les résultats concernent uniquement la conduction de la chaleur, sans se préoccuper de comment la chaleur arrive dans le matériau (air chaud, ensoleillement, ...).

Si on néglige les effets des interfaces (sont ils négligeables ?), on peut additionner les déphasages et multiplier les atténuations pour évaluer le comportement d'une paroi multi-couches.

Ces résultats se basent sur les formules suivantes:
Déphasage en h: Phi=E*sqrt((T*Cp)/(4*pi*l))
Amortissement: Nu=e^(E*sqrt((Cp*pi)/(l*T)))
Célérité en m/h: v=sqrt((4*pi*l)/(T*Cp))
Avec:
E: épaisseur de la couche en m
T: période de l'onde de chaleur en h
Cp: capacité calorifique en Wh/m3.°C
l: lambda en W/m.°C
sqrt(x): racine carrée de x (en anglais...)

[herakles]

Hem.. une 'tite erreur conçernant le pisé .. 1613 Wh/m3/°C ????

Rien de révolutionnaire non plus, je dois dire...

euh , si , conçernant le pisé ..
Erreur de frappe ? le "1" devant est de trop
Le béton de ciment me paraît surévalué ( 920 Wh/m3°c au lieu de 780~800 ) mais si cette valeur est exacte , l'eau paraît moins intéressante pour stocker des calories vu le prix des réservoirs pour la contenir

Super matériau accumulateur devant l'eau si cette valeur est avérée ( l'eau n'ayant qu'une capacité de 1163 Wh/m3/°C ..)

[_jocelyn_]

Bien vu !

j'avais bien vu que le pisé me semblait étrange, en jouant avec la feuille de calcul de Yoghourt... je n'avais pas vu d'ou celà venait.
En remplaçant la chaleur massique par 1000 (à la louche), il semble se comporter de façon plus raisonable...

Pour le béton de ciment, je ne sais pas de trop; les valeurs de lambda, la masse volumique et la chaleur massique viennent de la même feuille de calcul...

Voici une version corrigée pour le pisé:

[Yoghourt]

Comme indiqué dans ma feuille de calcul :
- le chiffre du pisé est tiré de l'ouvrage du CRAterre.
- le chiffre du béton est tiré de WUFI et mini-pléïades.

Cp(béton) = 880 J/kg/K selon wikipédia, et 920J/kg/K selon cette autre source. Je maintiens donc le chiffre de 920

Pour le pisé, c'est vrai que ce n'est pas en ligne avec ce que je viens de glaner sur le web. Je revérifierai dans le traité de construction en terre ce WE.

[Yoghourt]

Note bene : je ne comprends pas bien le but, la question de ce thread. Est-ce qu'une bonne âme daignerait me la reformuler?

[emmanuel30]

Bon, je vais être direct, mais je me trompe peut être

Le but de ce post et de démonter les arguments de Gac qui dit que le manque de déphasage du PU peut être compensé par l'inertie interne de la maison.

L'idée c'est de dire que grâce au déphasage de l'isolant le flux thermique est complètement bloqué pendant x H ce qui n'est pas le cas avec le PU.

Stocker dans l'inertie de la maison les calories qui arrivent immédiatement car il n'y a pas de déphase, c'est bien, mais faire en sorte que les calories arrivent bien plus tard quand on peut aérer la maison, c'est mieux.

[thierrymdm]

mais faire en sorte que les calories arrivent bien plus tard quand on peut aérer la maison, c'est mieux.

Et faire en sorte qu'elles n'arrivent jamais, c'est mieux ++ !

[emmanuel30]

Et faire en sorte qu'elles n'arrivent jamais, c'est mieux ++ !

Oui , mais plus le R sera important et moins le manque de déphasage sera perceptible.

Le problème c'est que pour avoir un R infini, il faut avoir une épaisseur infini, donc on ne pourra jamais dire que le flux thermique n'arrive jamais à passer à travers le mur.

[thierrymdm]

Je ne crois pas que le R ait quelque chose à voir avec le déphasage.

Exemple : si l'on prend de la laine de verre avec un lambda de 0.032 et de la fibre de bois avec un lambda de 0.038, avantage donc pour la laine de verre pour le R, par contre, pas pour le déphasage.
Là c'est la densité et la chaleur spécifique qui vont faire la différence à épaisseurs égales.

on ne pourra jamais dire que le flux thermique n'arrive jamais à passer à travers le mur.

Si l'on part du constat que le chaud va toujours vers le froid, il suffit de calculer un déphasage suffisant pour que l'onde de chaleur qui pénètre dans la paroi fasse demi tour à un moment donné parce qu'il fait plus froid dehors que dedans.

[_jocelyn_]

il me semble aussi que le R ne joue pas ici.
Le R caractérise la résistance du matériau au flux de chaleur dans le cas ou la température est constante.

Dans le cas d'une température qui varie, ce qui compte c'est l'amortissement de l'onde thermique dans le mur, qui dépend du lambda, de la capacité thermique et de la période de l'onde de chaleur considérée; on peut voir dans les tableaux que j'ai posté que l'amortissement de l'onde peut varier énormément entre 2 matériaux différents pour un R égal.
Par exemple, pour un R de 5, la mousse PU aura un amortissement de ~2.3 sur une journée; autrement dit, si la différence de température extérieure entre le jour et la nuit est de 23 °C, la différence à l'intérieur sera de 10 °C. Avec un déphasage de 3 heures, celà risque d'être assez inconfortable.
Dans les mêmes conditions, le liège expansé a un amortissement de ~13. Le déphasage importera donc moins, puisque l'onde sera de toute façon peu perceptible.

Concernant la mousse PU, j'aurais tendance à dire que, pour avoir un confort acceptable, il ne faudrait l'utiliser que sur des murs porteurs ayant un très fort amortissement; donc sur des murs de pierre ou en terre de 60 cm, ce serait possible. Mais comme les murs anciens ont besoin de revêtements perspirants, ça me semble incompatible...

[herakles]

donc sur des murs de pierre ou en terre de 60 cm, ce serait possible. Mais comme les murs anciens ont besoin de revêtements perspirants, ça me semble incompatible...

Le PU projeté sur les murs en adobe est une technique prisée des américains pour leurs maisons bioclimatiques : citons la célébre maison Karen Terry , et la Maison Balcomb ...
Google est ton ami..

[emmanuel30]

Je ne crois pas que le R ait quelque chose à voir avec le déphasage.

oui et non, je reformule.

Si le mur est super bien isolé avec un isolant sans déphasage, la quantité de chaleur qui pourra traverser le mur sera tellement faible que l'absence de déphasage ne sera pas perceptible puisque rien n'arrive à traverser.

[herakles]

+1 avec Emmanuel30 :
la chaleur qui arrive à traverser un isolant placé en extérieur sera tellement faible qu'elle aura de la peine à rechauffer ce mur alors que le soleil tape
Et le soir , ce mur sera d'autant plus facile à rafraîchir que le matériau dudit mur sera plus conducteur (ici entre en jeu l'effusivité/diffusivité de la matière)

Exemple d'un voile de 20cms de béton isolé par une ITE en Neopor : le béton relarguera par ventilation nocturne plus vite les calories absorbées dans une journée de Juillet ou d'Août : apports solaires , apports internes des occupants , HiFi, ecran plasma , cuisine...
Ca marcherait moins bien avec un mur en béton cellulaire isolé par l'extérieur par du Multipor : le BC étant peu conducteur a tendance à garder plus longtemps le peu de calories qu'il aura absorbé dans la journée .