ANNEXES : LES SOLUTIONS BIOCLIMATIQUES - BHEE

A6.8. Modélisation des MCP
Annexes
Plusieurs modèles de MCP ont été développés. Les principes physiques sur lesquels ils
reposent sont présentés et tirés de la thèse de (Ahmad, 2004). Dans la deuxième partie le
Type 250 qui modélise une cloison de MCP dans une paroi interne à un bâtiment
développé par (Lepers, 2007) dans le cadre de son post-doctorat est décrit.
A6.8.1. Les échanges thermiques dans les MCP
Les conditions intérieure et extérieure influent sur le changement d’état d’une paroi à MCP.
D’une part, Les conditions météorologiques extérieures fluctuent de façon saisonnière et
journalière. D’autre part à l’intérieur du bâtiment la production de charges internes et les
échanges thermiques entre deux zones adjacentes, provoquent des variations de la
température intérieure. Le stockage peut agir comme un volant thermique et limiter ces
fluctuations. Pour ce faire une analyse thermique est nécessaire par la prise en compte des
paramètres suivants : D’une part les caractéristiques du MCP (température de fusion,
chaleur latente, propriétés thermo physiques de matériaux notamment la conductivité
thermique et la capacité thermique massique). D’autre part de la répartition des MCP dans
les parois qui sera différente selon que l’on veuille éviter les surchauffes de la surface
extérieure des murs (le MCP est placé proche de la surface extérieure) ou encore réguler la
température intérieure (le MCP est placé près de la surface intérieure). Mais aussi des
variations des températures de chaque côté du mur (extérieur ou intérieur du bâtiment). Et
enfin des apports convectifs ou radiatifs et en particulier le coefficient d’échange par
convection naturelle peut être insuffisant pour déstocker l’énergie et il est souvent
nécessaire d’utiliser des moyens actifs.
La modélisation des parois à MCP nécessite l’intégration de certains facteurs décrits cidessous
(Ahmad, 2004) :
� Les échanges thermiques : Fonction du côté de paroi considéré. Pour les cloisons :
échangent la chaleur essentiellement avec l’atmosphère intérieure. Pour les murs de béton :
peuvent échanger à la fois du côté intérieur et du côté extérieur
� Le type de paroi : La paroi est constituée d’une partie qui stocke la chaleur sous
forme de chaleur sensible et du MCP qui stocke la chaleur sous forme de chaleur latente
� Le cycle thermique : Fonction des matériaux utilisés, de la taille du bâtiment, du
taux de renouvellement d’air et de sa distribution dans la pièce.
A6.8.2. Présentation du Type exploité pour
modéliser les MCP dans TRNSYS
Le modèle unidimensionnel utilisé dans cette simulation a été développé dans
l’environnement TRNSYS par LEPERS à l’INSA de Lyon. Il permet d’évaluer le
comportement thermique d’une paroi contenant une couche de MCP avec, de chaque côté,
une ou plusieurs couches de matériaux quelconques. La paroi multi couches est modélisée
selon un schéma implicite par une approche résistance/capacité (cf. Figure A 57). Les
matériaux situés de chaque côté du MCP sont modélisés dans le type MCP par une
conductance unitaire à spécifier par l’utilisateur (pour 1 m² de surface) correspondant à la
conductance des couches adjacentes au MCP, telles que définies dans le modèle de
bâtiment de TRNSYS (Type 56). Le MCP est discrétisé en N couches (N pouvant varier de 2
à 100). Les conditions aux limites (Type Fourier) sont les températures de surface fournies
Thèse de doctorat - C. FLORY-CELINI 301 Université Claude Bernard