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    Exercice 1

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    TD matière : efficacité énergétique

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    TD matière : efficacité énergétique

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    LP-EREE 2019/2020

    TD2
     
    Exercice 1
    Un mur de briques pleines d’épaisseur 20 cm sépare l’intérieur de
    l’extérieur d’une maison. En plein hiver, la température
    intérieure est maintenue constante dans la maison à l’aide d’un
    chauffage. La température de la surface intérieure du mur est
    alors de 18◦C tandis que le froid extérieur impose une température
    de -2◦C sur la surface extérieure du mur. La conductivité
    thermique de la brique est de 0;52 W/mK.
    1. Calculer le flux de chaleur par unité de surface à travers le
    mur.
    2. On estime à 200 m2 la surface de mur entourant la maison. Quelle
    doit être la puissance du chauffage dans la maison ? (Remarque :
    on néglige la chaleur perdue par le sol et le plafond).

    Exercice 2
    Considérons un mur composé de plusieurs couches de
    différents matériaux illustré ci-dessous

    Connaissant les températures des surfaces de gauche et


    celle de droite respectivement, Tp1 et Tp2, de même que les
    conductivités thermiques de ces différentes couches,

    - calculer le flux de chaleur à travers ce mur.

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    LP-EREE 2019/2020

    Exercice 3
    Le flux de chaleur passant à travers un mur est de 1000
    W. La surface du mur est de 50 m2.
    On mesure la température de l’air intérieur soit 20 ◦C. Le
    coefficient d’échange de chaleur par convection est
    évalué à 10 Wm−2K−1. Remarque : En hiver, la température
    de l’air extérieur est plus basse que celle de l’air
    intérieur, ce qui permet de fixer le sens du flux de
    chaleur.
    1.Quelle est alors la température de la surface du mur
    du côté intérieur ?
    2.Quelle est la température du mur du côté extérieur
    sachant que la conductivité du matériau constituant
    le mur (béton) est de 0; 85 Wm−1K−1 et que son
    épaisseur est de 20 cm ?
    3.Quelle est la température extérieure sachant que le
    coefficient d’échange par convection est de 15 Wm−2K−1
    ?

    Exercice 4
    Donner le schéma électrique équivalent et déterminer les
    déperditions thermiques (φ) au travers d'une surface
    vitrée de 1m2 dans les deux cas suivants:

    1.Vitrage simple d'épaisseur, e=3mm;


    2.Vitrage double, composé de deux couches de verre
    d'épaisseur (e=3mm) et d'une couche d'air
    intermédiaire de 5mm d'épaisseur. On néglige les
    effets de la convection dans la lame d'air;

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    LP-EREE 2019/2020

    Exercice 6
    Le mur extérieur d'un appartement (hauteur 2,8 m,
    longueur 4,2 m) est construit en briques d'épaisseur 25
    cm dont la conductivité thermique est : λthb = 0,837 Wm
    -1 -1
    K . Une fenêtre à grand vitrage (1,5 x 1,8 m) est
    disposée dans ce mur. Les vitres ont une épaisseur de 5
    mm et une conductivité : λhv = 0,78 Wm-1K-1.
    On considère que l'influence des boiseries est
    négligeable, par contre on tiendra compte du
    coefficient de transfert convectif avec l'air (h = 14 W
    m-2K-1).

    1.Dessiner le schéma thermique équivalent à l'ensemble


    mur, vitrage et échange convectif. On suppose que les
    pièces avoisinantes (y compris dessus et dessous)
    sont à 20 °C.
    2.Calculer la valeur des résistances thermiques mises
    en jeu.
    3.En déduire la puissance calorifique Φtotot qu'il faut
    fournir à la pièce pour maintenir sa température Tint
    à 20°C avec une température extérieure Text de - 5 °C.
    4.Calculer les températures au niveau de la surface du
    mur et du vitrage. Faire les graphes indiquant la
    répartition des différences de températures dans ces
    matériaux.
    5.Evaluer l’économie d'énergie en % que pourrait
    procurer la pose simultanée :
    -
    D'un lambris d’épaisseur 1 cm, posé à 2 cm du mur,
    de conductivité : λth bois = 0,1 W m-1K-1
    -
    D'un double vitrage avec une couche d'air d'épaisseur
    4mm. λth air = 2,6 10-2 W m-1K–1

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