Caractérisation thermophysique des matériaux et modélisation des transferts couplés de chaleur à travers un bâtiment

Abstract

Dans cette thèse, nous avons présenté une étude expérimentale de caractérisation thermophysique du mortier et des sols limoneux. La caractérisation thermophysique du mortier, qui est le matériau de construction par excellence, est réalisée en fonction de la granulométrie du sable et le dosage massique du ciment dans le mélange. En revanche, la caractérisation des sols limoneux est faite en fonction de la teneur volumique en eau. Ces sols sont prélevés des différents sites de la région d’Agadir au Maroc. Il s’agit de Dcheira, Aourir, Hay Mohammadi et Founti qui sont connus par des types de sol qui sont respectivement limon silteux, limon beige, limon calcaire et le sable. Ces sols limoneux ont été identifiés selon la classification LCP. Cette étude expérimentale est réalisée par le dispositif EI700 qui est conçu spécialement pour déterminer simultanément la conductivité thermique et la diffusivité du matériau par la méthode dite "des boîtes" du régime permanant et transitoire. Par la suite, les caractéristiques réelles du mortier sont utilisées dans l’étude de la simulation et optimisation des transferts de chaleur entre les deux bâtiments, complètement enterré et semi - enterré, et le sol en configuration bidimensionnelle. Les parois de la cellule bidimensionnelle étudiée sont colmatées à chaque fois par une couche de ce mortier. Les équations régissant la conduction d’énergie dans le sol et les parois solides du bâtiment sont résolues par la méthode des différences finies en utilisant le schéma (ADI). En fin de ce travail, la simulation numérique des transferts de chaleur couplés par trois modes (conduction, convection et rayonnement) à travers un bâtiment a fait l'objet de cette étude. Les équations qui régissent la conduction d’énergie au sein des parois de la cellule, la convection naturelle à l’intérieur du local ainsi que les échanges de chaleur par rayonnement entre les surfaces internes du bâtiment en question sont discrétisées par la méthode des différences finies, basée sur l’approche des volumes de contrôles et sont résolues en utilisant l’algorithme SIMPLEC. Les deux faces horizontales extérieures du local sont thermiquement isolées, alors que, les deux autres faces verticales dont l’une qui est la surface gauche maintenue à une température chaude, tandis que, celle de la face droite est maintenue à une température froide.