ANNEXES : LES SOLUTIONS BIOCLIMATIQUES - BHEE

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a b C Figure A 39. Classification des isolants transparents (Wong et al, 2007) Annexes - les structures à absorption perpendiculaire (Figure A 39 b) : comme les matrices de latte parallèles, en nid d’abeille ou capillaires, elles ont de faibles pertes de réflexion optiques, réfléchissent et transmettent efficacement le rayonnement direct entrant vers l'absorbeur. Cette structure est largement utilisée dans différentes applications de TIM, particulièrement, pour les capteurs solaires, en évitant les hautes pertes de réflexion se produisant dans les structures à absorption parallèle. - les structures à absorption double (Figure A 39 c) : elles combinent les structures à absorption parallèle et à absorption perpendiculaire. Elles se composent des plaques de tubes ou des films multiples de plastique qui réduisent efficacement la perte de chaleur par convection en maintenant un facteur solaire équivalent à celui d’une couverture de film multiple. Comparons maintenant les principales caractéristiques de cette structure avec les matériaux classiquement utilisés dans le bâtiment : Tableau A 16.Coefficient de déperditions et facteur solaire pour différents matériaux (Peuportier, 1993) Type de composant U en W/(m².K) Facteur solaire à une incidence de 30° Simple vitrage 4mm 5,7 87 Double vitrage 4/6/4 3,4 79 Double vitrage 4/6/4 avec revêtement à basse émissivité 2,9 74 Polycarbonate extrudé triple paroi 16mm 2,4 70 Isolant transparent 5cm 1,5 73 Isolant transparent 10cm 1 72 Thèse de doctorat - C. FLORY-CELINI Université Claude Bernard 272
Annexes A4.2. L’intégration des matériaux transparents dans le cadre d’une rénovation Vu la double fonctionnalité de ce type de matériaux (capter l’énergie solaire et favoriser l’isolation), avec des dimensions acceptables, il a historiquement été plébiscité dans le cadre de rénovations. A4.2.1. Application des TIM dans les systèmes de fenêtres Les TIM développés actuellement ne sont pas transparents, mais translucides. Ils laissent pénétrer la lumière de manière très diffuse, ce qui permet d’améliorer l’éclairement en fond de pièce. L’utilisation des TIM en partie supérieure d’une fenêtre favorise une bonne diffusion. Le gain énergétique annuel d’un TIM en remplacement d’un double vitrage est de 12 à 20 m³ de gaz par m² de surface de fenêtre et on ne constate qu’une faible augmentation des surchauffes (Architecture et Climat, 2007) 17 . A4.2.2. Application des TIM aux murs d’un édifice Le rayonnement solaire est transmis à travers l’isolant et absorbé par la surface noire (absorbeur) d’un mur opaque de brique ou de béton. La chaleur absorbée trouve son chemin à travers le mur vers l’intérieur du bâtiment tandis que le flux de chaleur vers l’extérieur est limité par les caractéristiques thermiques du matériau isolant. En effet, l’absorbeur réémet la chaleur dans une gamme de longueurs d’onde auxquelles les TIM sont quasi opaques. L’isolation transparente doit être placée à l’extérieur devant une maçonnerie afin de stocker la chaleur du jour sur la nuit. Cette application est d’ailleurs celle retenue dans le cadre des bâtiments étudiés. Expérimentalement, si le rayonnement solaire est faible, les gains solaires sont suffisants pour compenser les pertes thermiques du bâtiment. Si le rayonnement augmente, le mur intérieur se comporte comme un radiateur à basse température car sa température est supérieure à celle du local, ce qui permet d’assurer en période froide le confort des occupants tout en réduisant la température de l’air. La masse thermique du mur permet d’atténuer les variations de température mais une protection solaire reste indispensable pour prévenir des surchauffes (Architecture et Climat, 2007). Selon (Braun et al, 1992) cités par (Wong et al, 2007), les premières expériences in situ avec les TIM ont été entreprises en 1982 par le FISES qui utilisait 16 millimètres de mousse PMMA épaisse. Les gains mensuels mesurés en hiver étaient alors compris entre 1 et 3 kWh/m. Jusqu'à présent, plus de 5000 m² de TIM ont été installés en façade dans plus de 20 projets partout dans l'Europe, qui impliquent surtout des bâtiments domestiques à hauteur 17 (Architecture et Climat, 2007) Isolation transparente, note de cours de Gratia E., cellule « Architecture et climat »de l’Université Catholique de Louvain, http://www-energie2.arch.ucl.ac.be/transfert%20de%20chaleur/3.4.5.htm, 2007 Thèse de doctorat - C. FLORY-CELINI Université Claude Bernard 273
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