Abstract :
[fr] Dans la plupart des logiciels de simulation énergétique des bâtiments, il est supposé que le flux de chaleur dû à la conduction dans une paroi est 1D. On ne peut donc pas y tenir compte des effets multidimensionnels (par exemple au niveau des ponts thermiques ou des détails 2D/3D) et de leur dynamique : l'évaluation de leur impact sur la performance énergétique du bâtiment ne traduit alors pas correctement la réalité des phénomènes. Cet impact n'est sans doute pas négligeable quand on sait que les ponts thermiques peuvent être responsables de 5 à 40% de la demande en énergie d'une habitation. Des méthodes numériques, telles que la méthode des éléments finis ou des volumes finis, pourraient être utilisées pour tenir compte de ces effets mais, à partir du moment où l'on veut évaluer facilement au cours du temps la température et la consommation énergétique d'un bâtiment entier avec précision, nous avons besoin d'une méthode plus simple, plus rapide et facile à intégrer dans les logiciels existants. Dans cette optique-là, nous avons développé une méthode de structure équivalente : le principe est de remplacer le détail 2D/3D par une structure équivalent 1D et multicouche (trois couches étant l'optimum). Cette structure équivalente présente les mêmes comportements statiques et dynamiques que le détail 2D/3D. Dans cet article, nous présentons la suite du travail présenté dans [1] et [2]. La structure équivalente doit posséder les mêmes résistance thermique, capacité thermique et facteurs de structure que la structure initiale et devait minimiser une fonction basée sur la réponse à une sollicitation harmonique. Une nouvelle fonction objectif a été définie, elle se base sur la réponse à une somme d'harmoniques de différentes périodes et amplitudes, représentatives d'un climat réel. Nous comparons, sous des conditions aux limites variables et réalistes, par simulation numérique, l'évolution au cours du temps des flux surfaciques pour la structure équivalente et la structure réelle, pour plusieurs cas. Nous nous intéressons uniquement au flux de chaleur à travers la surface intérieure du mur et nous observons que notre méthode conduit à la détermination de structures 1D dont le comportement est proche, au moins en moyenne, des structures 2D étudiées. Nous montrons également que l'impact du flux solaire et des variations des coefficients de transferts surfaciques est bien représenté par l'utilisation de cette structure équivalente.
[1] J. Quinten et V. Feldheim, Détermination d'un mur 1D équivalent à une structure 2D/3D : analyse de la méthode, Proc. Congrès Français de Thermique 2015 (La Rochelle, 26-29 mai 2015)
[2] J. Quinten et V. Feldheim, Détermination d'un mur 1D équivalent à une structure 2D/3D : application à différents ponts thermiques et limites actuelles de la méthode, Proc. Congrès Français de Thermique 2016 (Toulouse, 31 mai - 3 juin 2016)
