COURS DE THERMIQUE DU BÂTIMENT

Études supérieuresDURÉE DU CYCLE : 1 AN

L’énergie optimisée

1 IntroductIon et rappels de physIque du bâtIment

1.0.1 A quoi sert l’énergétique du bâtiment ?1.0.2 Le bâtiment est un gros consommateur

d’énergie 1.0.3 Le bâtiment devrait être confortable1.0.4 Applications de l’énergétique du bâtiment

1.1 Quelques rappels de physique du bâtiment 1.1.1 Capacité thermique 1.1.2 Modes de transfert de chaleur 1.1.3 Rayonnement solaire 1.1.4 Rayonnement solaire et matière 1.1.5 Position du soleil et angles solaires

1.2 Exercices corrigés

2 les besoIns de l’occupant 2.1 Confort

2.1.1 Confort thermique 2.1.2 Facteurs d’inconfort supplémentaires 2.1.3 Utilité du modèle de confort thermique

2.2 Qualité de l’air 2.2.1 Source de polluants et concentrations2.2.2 Concentration de composés gazeux 2.2.3 Concentration en vapeur d’eau et

humidité relative 2.2.4 Odeurs

2.3 Aération 2.3.1 Nécessité de l’aération 2.3.2 Débit minimum requis2.3.3 Conditions générales pour une bonne

qualité d’air 2.4 Exercices corrigés

3 bIlan thermIque d’éléments du bâtIment

3.1 Matériaux d’isolation3.1.1 Conductivité thermique3.1.2 Isolants et conducteurs de la chaleur3.1.3 Qualité des isolants thermiques3.1.4 Les différents matériaux sur le marché 3.1.5 Application des isolants thermiques 3.1.6 Autres effets des isolants thermiques 3.1.7 Homogénéisation de l’isolation thermique

3.2 Transmission thermique 3.2.1 Éléments plans formés de couches 3.2.2 Ponts thermiques 3.2.3 Transmission thermique des fenêtres 3.2.4 Coefficients de transmission thermiques

admissibles 3.3 Caractéristiques thermiques dynamiques

3.3.1 Définitions 3.3.2 Caractéristiques dynamiques des

matériaux 3.3.3 Réponse indicielle d’un élément de

construction 3.3.4 Réponse harmonique d’un élément de

construction 3.3.5 Modèle de paroi en réponse harmonique 3.3.6 Calcul approché de la capacité thermique 3.3.7 Exemples

3.4 Aération 3.4.1 Effets de l’aération 3.4.2 Modélisation de l’aération3.4.3 Effet de cheminée 3.4.4 Ouvertures de ventilation

3.5 Exercices corrigés

4 bIlan thermIque du bâtIment 4.1 Bilan énergétique

4.1.1 Délimitation du système 4.1.2 Diagramme de Sankey4.1.3 Bilan thermique instantané 4.1.4 Bilan thermique moyen 4.1.5 Déperditions

4.2 Déperditions par transmission 4.2.1 Limites du volume chauffé 4.2.2 Transmission directe vers l’extérieur 4.2.3 Transmission à travers les espaces non

chauffés4.2.4 Déperditions par le sol

4.3 Déperditions par ventilation 4.3.1 Déperditions 4.3.2 Récupération de chaleur

4.4 Apports d’énergie solaire et gains internes 4.4.1 Principe du captage solaire passif

4.4.2 Calcul des gains solaires passifs4.4.3 Gains internes

4.5 Besoins de chauffage 4.5.1 Taux d’utilisation

4.6 Comportement thermique dynamique d’un bâtiment

4.6.1 Justification du recours à une simulation dynamique

4.6.2 Approches possibles de la simulation du comportement thermique dynamique

4.6.3 Modèles thermiques dynamiques simples: exemple du réseau nodal équivalent

4.7 Exercices corrigés

5 InstallatIons technIques 5.1 Introduction

5.1.1 De l’énergie finale à l’énergie utile 5.1.2 Sources d’énergie finale5.1.3 Éléments de l’installation de chauffage 5.1.4 Besoins d’énergie de chauffage

5.2 Chaudières à combustible5.2.1 Eléments d’une chaudière 5.2.2 Notions de combustion 5.2.3 Rendement d’une chaudière5.2.4 Pertes moyennes et rendement annuel

5.3 Pompes à chaleur 5.3.1 Principe de fonctionnement d’une pompe

à chaleur (PAC)5.3.2 Performance d’une pompe à chaleur5.3.3 Considérations pratiques

5.4 Installations héliothermiques5.4.1 Le rayonnement solaire 5.4.2 Les capteurs héliothermiques 5.4.3 Installations thermosolaires

5.5 Chauffage à distance5.5.1 Réseau

5.6 Chauffage électrique 5.7 Poêles et cheminées 5.8 Installations de ventilation mécanique

5.8.1 Principe de fonctionnement 5.8.2 Consommation d’énergie pour les diverses

fonctions 5.8.3 Efficacité de la ventilation

5.9 Refroidissement et climatisation à basse consommation d’énergie

5.9.1 Parois climatiques 5.9.2 Refroidissement passif

5.10 Dimensionnement 5.10.1 Principes généraux de

dimensionnement 5.10.2 Dimensionnement des générateurs de

chaleur 5.10.3 Dimensionnement des installations de

réfrigération 5.10.4 Dimensionnement d’installations

solaires thermiques 5.11 Systèmes conventionnels de réglage

automatique des installations techniques 5.11.1 Principes de base 5.11.2 Quelques exemples de réglages

conventionnels 5.12 Réglages automatiques avancés

5.12.1 Problématique 5.12.2 Quelques exemples de systèmes de

réglage avancés 5.12.3 Outils informatiques

5.13 Exercices

6 optImIsatIon économIque 6.1 Introduction 6.2 Concept de l’optimisation économique d’une

installation énergétique 6.3 Notions d’économie

6.3.1 Généralités 6.3.2 Méthodes de calcul de rentabilité 6.3.3 Investissements 6.3.4 Frais courants

6.4 Optimisation technico-économique appliquée au bâtiment

6.4.1 Fonction objectif-coût 6.5 Exercices

7 dIagnostIc 7.1 Introduction

7.1.1 Objets et objectifs des mesures 7.1.2 Équipement de mesure dans le bâtiment

7.1.3 Mesures pour la mise en service 7.1.4 Mesures en cours d’exploitation

7.2 Mesures concernant la consommation d’énergie

7.2.1 Mesures de consommation 7.2.2 Indice de dépense d’énergie (IDE) 7.2.3 Signature énergétique 7.2.4 Méthode H-m

7.3 Thermographie 7.3.1 Principe 7.3.2 Défauts d’isolation et humidité 7.3.3 Détection des fuites d’air 7.3.4 Précautions et inconvénients

7.4 Mesure de l’isolation thermique 7.4.1 Objectif de la mesure 7.4.2 Méthode fluxmétrique 7.4.3 Mesure 7.4.4 Interprétation des mesures

7.5 Mesure des débits d’air 7.6 Mesure de la perméabilité à l’air de

l’enveloppe des bâtiments7.6.1 Mesure par pressurisation7.6.2 Expression des résultats et limites7.6.3 Méthode du niveau neutre

7.7 Exercices

8 synthèse, InteractIons8.1 Humidité, isolation et aération

8.1.1 Risques relatifs à l’humidité8.1.2 Causes de dégâts dus à l’humidité 8.1.3 Risques de moisissures sur les parois

extérieures des bâtiments8.1.4 Condensation interstitielle

8.2 Budget énergétique global 8.2.1 Énergie et matériaux8.2.2 Budget énergétique du bâtiment

8.3 Conception globale 8.3.1 Généralités8.3.2 Énergie et pollution 8.3.3 Énergie et confort

8.4 Exercices

Olivier AllioIngénieur ENSAIS

04 84 25 12 08◊ 06 65 27 99 06 04 83 33 19 98 46, ch. des Chasseurs Alpins06520 Magagnosc

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