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Extrait du cours génie civil température et transfert de chaleur
I. Introduction
* Bâtiment : tout local destiné à l’habitat ou à une activité, administrative commerciale ou industrielle.
* Structure en béton, briques etc .., muni de surfaces transparentes pour l’éclairement journalier et d’ouvertures pour l’aération du bâtiment.
* Tout bâtiment interagit avec l’environnement extérieur : apport ou perte de chaleur auquel s’intéresse la thermique du bâtiment.
* L’action de l’environnement sur un local peut être schématisée selon plusieurs processus :
a- Actions sur les éléments de la structure solide en contact avec l’environnement : Surface extérieure du bâtiment : façades, toitures , sol …
– Effet ressentie ultérieurement à l’intérieur à travers le milieu ( mur ) séparant l’extérieur du local de son intérieur.
– Décalage thermique entre les températures des surfaces internes et externes du bâtiment, c’est l’inertie thermique.
b- Actions de l’environnement extérieur sur l’intérieur du bâtiment à travers les surfaces assurant l’éclairement du local (vitrages transparents) : effet instantané.
L’environnement extérieur a donc un effet décalé à travers les murs et parois et un effet direct en traversant les vitrages du bâtiment.
c- En plus le bâtiment est muni d’ouverture permettent l’aération du local par apport d’air frais ou évacuation d’air saturé.
* Principales grandeurs thermo physiques mises en jeu :
– La température.
– L’humidité de l’air ambiant.
– Matériaux de construction.
– Orientation du local.
II. Définitions:
II.1 Température et transfert de chaleur.
* Température grandeur macroscopique.
* Transfert de chaleur : Echange de chaleur : transferts thermiques.
* Deux systèmes à des températures différentes, le système le plus chaud cède de la chaleur ( donc il se refroidit ) au système le plus froid qui se chauffe.
* Système unique de température non uniforme, refroidissement des zones chaudes et chauffage des zones froides.
Grandeur fondamentale : Température
Thermodynamique : Etude à l’équilibre.
Transferts thermiques : Etude temporelle et spatiale entre les états d’équilibre : initiale et finale
II.2 Champ de température :
* Valeur instantané de la température en tout point M(,,x y z) de l’espace : T(, , ,x y z t)
* Champ de température est un scalaire ( °C ou K ).
* Champ de température indépendant du temps : régime permanent ou stationnaire.
* Champ de température évolue avec le temps : régime variable ou instationnaire.
* T,( tx) : mono(uni)directionnel transitoire.
* T(x) : mono(uni)directionnel permanent.
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