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RESULTATS DE CALCUL D’ISOLATION COMPOSITE
Paramètres de calcul (1)
Les valeurs affichées sont les paramètres retenus dans les calculs dont les résultats sont en cours d’affichage.
Epaisseur des isolant (2)
Les valeurs des épaisseurs après calculs seront affichées dans (2) pour chaque isolant.
Température de contact (3)
Ces valeurs donnent la température entre deux couches de matériaux différents composant l’isolation. La température de contact 1 indique par exemple la valeur de la température a la face intérieure des murs en briques.
Calculs des coûts (4)
Les coûts affichés sont les coûts par surface unité des isolants en fonction de leur épaisseur respective donnée dans (2).
Figure
La figure apparaît en pressant le bouton figure (ou ALT + F). La figure est formée d’une portion de coupe de l’isolation. Les dimensions de chaque couche sont proportionnelles aux dimensions réelles et à l’encombrement total. La courbe des températures (trait en blanc) est repérée par l’axe vertical (6) donnant les valeurs des températures des différents points de changement d’allure de la courbe et les valeurs extrêmes.
Curseur (7)
Pour procéder de manière continue aux paramétrages des calculs et visualiser instantanément tous les résultats (dimensions, valeurs économiques, courbes des températures), on peut
CONCEPTION DU LOGICIEL FRISOL
utiliser le curseur (7) dont la valeur indiquée correspond à la valeur en mm de l’épaisseur totale de la paroi.
Autres possibilités.
En utilisant le curseur (7), on peut arriver à des valeurs de l’épaisseur totale de la paroi annulant l’épaisseur de l’un des isolants. Les valeurs des résultats obtenus dans ce cas sont, dans les conditions imposées, les résultats des calculs si l’isolation est simple.
La page des résultats pour l’isolation composite permet alors de tracer la courbe des températures de toutes les parois de même structure isolée avec n’importe quel isolant.
ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL La production du froid artificiel
La production de froid représente un enjeu énergétique évident : 10 à 15 % de l’énergie électrique produite dans les pays industrialisés sont consommés pour cet usage. L’utilisation à cette fin des fluides frigorigènes concerne une large diversité de secteurs : bâtiment, transport, industries agro-alimentaire, chimique et mécanique. Les fluides de type CFC (chlorofluorocarbures) et HCFC (hydro chlorofluorocarbures) sont visés par le protocole de Montréal (1987), compte tenu de leur effet destructeur sur la couche d’ozone. Les directives européennes ont imposé un arrêt de production des premiers depuis plusieurs années et imposent une stricte limitation d’utilisation des seconds. Les fluides HFC (hydro fluorocarbures) qui ont remplacé les fluides traditionnels font aussi partie des gaz à effet de serre et sont soumis de ce fait au protocole de Kyoto de 1997.
Précaution à prendre
· Réduire au maximum le nombre de raccord pour diminuer les possibilités de fuite
· Utiliser uniquement des raccords brassés au lieu des raccords à brides, pour réduire au maximum les fuites
· Les composants électrique à étincelle doit être éloigné des zones ou il existe des mélanges inflammable
· Récupération et non rejet de fluides dans l’atmosphère, lors des tirages au vide et charge en fluide des installations.
· Capteurs de gaz dans les zones à risque de fuite et zones de travail
L’isolation frigorifique
A l’extérieur pour réduire la libération dans l’atmosphère des gazes CFC et HCFC, l’adoption de nouveaux agents d’expansion (HFC, hydrocarbures, et CO2) en remplacement des CFC pour la fabrication des mousses isolantes constitue un véritable défi. En ce sens, l’emploi de matériaux isolante « bio », tel que le kapok et la balle de riz, est aussi une opportunité qui mérite d’être étudiée profondément. De plus ces produits font partie des matériaux appelés biodégradables, la promotion de l’utilisation de ces derniers pour les fins indiqués aura sûrement son impact sur la limitation de la fabrication des produits non dégradable.
Environnement socio-économique
Sur ce plan, cet étude peut avoir ses effets positifs sur :
L’économie de devise
En effet, la promotion d’utilisation des matériaux locaux contribue beaucoup à la limitation des valeurs des biens importés qui coûtent très chères et ne favorisent pas le développement interne.
L’économie de l’énergie : Plus la peine de dépenser de l’énergie pour la fabrication des mousses synthétiques
L’exploitation des ressources locaux : Une nouvelle opportunité d’exploiter et de valoriser les ressources locaux.
CONCLUSION
Au terme de cette étude, nous tenons à rappeler les points suivants :
– L’isolation constitue l’essentielle pour la construction de petites et moyennes chambres froides allant jusqu’à 1000 m3. 25 à 40 % de l’énergie dépensés pour maintenir l’ambiance intérieure d’un encloisonnement frigorifique sont occasionnés par les déperditions thermiques au niveau des parois isolantes. La conception et la mise en œuvre d’une isolation thermique continue, solide et économique constituent l’enjeu de l’étude.
– La formule des déperditions optimales et les courbes correspondantes sont établies pour donner des directives et faciliter l’optimisation de dimensionnement des parois isolantes. Il en est de même pour les méthodes formulées quant à l’utilisation des autres formules.
– Le problème de l’encombrement pour les isolants de fortes déperditions sera résolu par l’adoption de l’isolation composite en se conformant aux recommandations requises.
L’informatisation de ces méthodes de calculs, permettant ainsi l’accès facile et rapide aux résultats, a pu donner naissance à FRISOL 1.0. Ce logiciel est conçu pour être utilisable au niveau professionnel à cause de ses résultats de calculs, ses directives de mises en œuvre de l’isolation, ses conseils et remarques à propos des valeurs obtenues. Aussi, il a ses cotés didactiques quant à l’étude des phénomènes de transfert thermique au niveau des matériaux solides.
Ainsi l’ouvrage peut servir de référence pour des études similaires.
Table des matières
PARTIE I : BASES THEORIQUES
CHAPITRE I : LA PRODUCTION DU FROID
I.1 Généralité
I.2 La production du froid par compression d’un fluide pur
I.2.1 Description de la machine à compression
I.2.2 Principes
I.2.3 Cycle frigorifique et diagramme enthalpique
I.2.4 Régulation
CHAPITRE II : TRANSFERT THERMIQUE
II.1 Le flux radiatif
II.1.1 Définition
II.1.2 Lois de STEPHAN BOLTZMANN
II.1.3 Facteur de forme
II.1.4 Coefficient d’échange radiatif
II.2 Le flux convectif
II.2.1 Définition
II.2.2 Loi de NEWTON
II.2.3 Coefficient d’échange convectif
II.3 Le flux conductif
II.3.1 Définition
II.3.2 Lois de FOURIER
II.3.3 Equation générale de la conduction
II.3.4 Conduction unidirectionnelle dans une paroi homogène à face
parallèle et en régime permanent
II.3.5 Conduction combinée
PARTIE II : PRINCIPE D’ISOLATIONS DE CHAMBRES FROIDES
CHAPITRE I : MATERIAUX D’ISOLATIONS FRIGORIFIQUES
I.1 : Les isolants thermiques
I.1.1 Définition
I.1.2 Classification et propriétés
I.1.2.1. Classification des isolants
I.1.2.2. Propriétés des matériaux isolants
I.2 : Matériaux pare vapeur et d’étanchéité
I.2.1 Mécanisme de migration de la vapeur d’eau
I.2.2 Classification et propriétés
I.2.2.1 Classification
I.2.2.2 Propriétés et caractéristiques
CHAPITRE II : ISOLATION SELON LE TYPE DE CONSTRUCTION
II.1 Le système d’isolation traditionnel
II.1.1 Isolation du sol
II.1.2 Isolation des parois verticales
II.1.3 Isolation des plafonds
II.2 le système sandwich ou isolation intégrée
II.2.1 Avantages
II.2.2 Inconvénients
II.2.3 Isolants
II.2.4 Revêtements
II.3 le système d’isolation métallique
II.3.1 Construction
II.3.2 Isolants
CHAPITRE III : PROBLEMES ACTUELS DE L’ISOLATION
III 1. Problème au niveau des murs et plafonds
III 1.1 la continuité de l’isolation thermique
III. 1.1.a – les ponts thermiques
III. 1.1.b – joints et discontinuités
III 1.2 Continuité de l’étanchéité à la vapeur d’eau
III 1.3 Les déformations
III 1.3.a – les retraits
III. 1.3.b – Différences de pression
III 1.4 L’insolation
III.2 Problème au niveau du sol
III.2.1 congélation du sol
III 2.2 Solutions
III.3 Problèmes au niveau de la menuiserie isolante
III.3.1 Effet bilame
III.4 Problème économique
III.5 Conclusion
PARTIE III : OPTIMISATION DE CALCULS D’ISOLATION DE CHAMBRES FROIDES
CHAPITRE I : PARAMETRE DE CALCULS DES ISOLATIONS
I.1 Les données climatiques
I.1.1 Température extérieure
I.1.2 La Température du sol
I.1.3 La vitesse moyenne du vent
I.1.4 L’humidité relative
I.1.5 La température de condensation
I.1.6 L’ensoleillement
I.2 Conditions de conservation des denrées dans une chambre froide ou conditions internes
I.2.1 La température intérieure
I.2.2 L’humidité relative intérieur
I.3 Facteurs technicoéconomiques
I.3.1 L’isolant
I.3.1.1 La conductivité thermique de l’isolant
I.3.1.2 Le coût de l’isolant
II.1 La formule des déperditions fixées
II.2 La formule de (ΔT/2)
II.3 La formule ASHRAE
II.4 L’épaisseur anticondensation
II.5 Remarque
CHAPITRE III : OPTIMISATION DES CALCULS D’ISOLATIONS
III.1 Facteurs d’optimisation
III.1.1 Epaisseur de l’isolant
III.1.2 La diffusion de vapeur d’eau et calcul de flux massique
III.1.2.1 Calcul de la diffusion de vapeur
III.1.2.2 Obtention de l’humidité relative de l’air
III.1.2.3 Température du bulbe sec
III.1.2.4 Température du bulbe humide
III.1.2.5 Température de rosée
III.1.2.6 Résistance à la diffusion de vapeur
III.1.3 Calcul de la déperdition
III.1.4 Coût de la déperdition
III.1.5 Coût de l’isolation
III.2 PROPOSITION DE METHODE POUR L’OPTIMISATION DES CALCULS D’EPAISSEURS
III.2.1. Coût de la déperdition
III.2.2 Le coût de l’isolation
III.2.3 Calcul de l’épaisseur optimale
III.3 ETUDES COMPARATIFS DES CALCULS D’ISOLATION
III.3.1 choix des isolants
III.3.2 Caractéristiques technique des matériaux
III.3.3 Calculs d’isolations avec les différentes formules existante
III.3.4 Interprétation des résultats
III.3.5 Conclusion
III.4 EXPLOITATION DES METHODES DE CALCULS SELON LES CONDITIONS
D’UTILISATIONS.
III.4.1 Choix de méthode de calculs
III.4.2 Déperdition optimale pour l’isolation frigorifique à Madagascar
III.4.3 Exploitation de la formule ASHRAE pour les constructions à
Madagascar
III.4.4 Conclusions
CHAPITRE IV : EXEMPLE D’APPLICATION DE CALCUL POUR UNE CHAMBRE FROIDE A MADAGASCAR
IV.1 Paramètres de calculs
IV.2 Description de la chambre froide
IV.3 Modèle de calcul classique
IV.4 Modèle de calcul proposé
IV.5 Calculs économiques
IV.6 Interprétation et comparaison des résultats
CHAPITRE V : CARACTERISATION ET UTILISATION DU KAPOK COMME ISOLANT THERMIQUE
V.1 Le kapok
V.2 Exemple de calcul de chambre froide avec utilisation du Kapok comme isolant
V.2.1Paramètres de calculs
V.2.2 Calcul d’isolation de chambre froide isolé en kapok.
V.2.2.1 Calculs des épaisseurs de l’isolation
V.2.2.2 Calculs des diffusions de vapeur
V.2.2.3 Durée de vie de l’isolation en kapok pour la chambre froide
V.2.2.4 Calcul de charge admissible pour le sol
V.2.3 Calculs économique
V.3 Comparaison des résultats
CHAPITRE VI : ISOLATION COMPOSITE
VI.1 Proposition de méthode de dimensionnement de l’isolation composite
VI.2 Recommandation
PARTIE IV : CONCEPTION DU LOGICIEL FRISOL 1.0
IV.1 Présentation du logiciel
IV.2 La base de données
IV.3 Corps du logiciel
IV.4 Mode d’utilisation et interfaces utilisateurs
ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL
