Climatisation-Chauffage

Première année de Master Génie Civil 2023-2024

Msc Ir RUDAHINYUKA Samuel, PhD Candidate

PREFACE

Climatisation, Chauffage, ventilation. Le Cours est destiné aux ingénieurs en Génie civil. Cet
ouvrage présente en simplifiant pour le lecteur universitaire les modes de transfert de chaleur
pour assurer une ambiance confortable et salubre. C’est un support destiné aux étudiants de
Master I, Génie Civil, option Bâtiment et Infrastructures. C’est une discipline de plusieurs
branches de technologie, qui est en constante évolution en fonction des besoins du
développement des nouvelles structures dans le domaine de conception et de matériaux de
construction, que ce soit théoriquement ou expérimentalement (technologie des matériaux,
isolants) ainsi que de l’apogée des logiciels de calculs et particulièrement de l’évolution du
secteur de la construction vers la construction durable. Chaque chapitre de ce document
comporte les notions fondamentales du confort et d’équipement du bâtiment. L'enseignement
de ce module est nécessaire vu qu’il regroupe les connaissances physique et mathématique,
traitent surtout les techniques de calcul du confort thermique.

Objectif du module :

Le système de chauffage, de climatisation et de ventilation ont pour objectif d’assurer une

ambiance à l’intérieur d’un volume habitable (local, bureaux ou logements) confortable aux
occupants. Le confort intérieur se distingue de :

1. Confort thermique : Il est possible de dire que l’ambiance est thermiquement confortable
si elle provoque chez les occupants une sensation thermique agréable.

2. Salubrité de l’air : Cela n’est possible que si la quantité de composantes toxiques existante
dans l’air ne dépasse pas la limite définie par la réglementation.

Généralités

Au cours des siècles, l’homme a fait évoluer son habitat en fonction de ses besoins et des
techniques disponibles. Le maintien des conditions de confort à l’intérieur des bâtiments
entraîne une consommation énergétique. L’augmentation de la demande de confort en toutes
circonstances entraîne une exigence supplémentaire.

On estime généralement que les personnes dans les pays économiquement développés passent
plus de 80 % de leur temps à l’intérieur. Ceci suggère que la qualité de l’environnement
intérieur puisse avoir un impact significatif sur le confort, la santé, et le sens global du bien-
être. Pour maintenir la qualité de l’environnement intérieur, les bâtiments sont conditionnés
pour fournir un environnement constant, uniforme et confortable

Le confort thermique d’un individu dépend, bien évidemment, des conditions thermiques
environnementales que l’on peut contrôler, mais également, de son activité et de sa tenue
vestimentaire, qui sont des paramètres plus difficiles à évaluer sur le terrain. De plus, ces deux
derniers paramètres donnent à l’homme la possibilité de s’adapter, quelquefois partiellement
seulement, aux conditions thermiques s’il les juge non satisfaisantes.

La réaction d’un occupant au climat interne dépend fortement de son propre système de
thermorégulation et des possibilités disponibles dans son environnent proche. La Figure 1
donne la hiérarchie des modes de régulation que l’individu peut utiliser : régulations
physiologique ou autonome, comportementale et technologique. Cette hiérarchie va d’une
adaptation involontaire à des actions qui touchent un environnement de plus en plus éloigné,
faisant appel à une technique de plus en plus lourde. Cette hiérarchie met en jeu également
une consommation d’énergie onéreuse croissante.

Un modèle statique du confort permet d’expliquer partiellement l’adaptation en analysant les

variables affectées par les ajustements personnels (agir sur la tenue vestimentaire) ou les
interventions environnementales (température de l’air intérieur), mais il élimine explicitement
toutes les notions d’adaptation physiologique et psychologique.

Figure 1 : Les trois types de régulation possible pour atteindre le confort

Pour le bâtiment on connait la relation entre la structure et le maintien du climat interne. On
maîtrise également l’influence des équipements sur le climat interne. Autres influences
extérieures comme les conditions météorologiques sont bien représentées au niveau du
bâtiment, mais moins connues au niveau de l’homme. Par contre l’influence du climat interne
sur homme est bien prise en compte grâce aux modèles thermo-physiologiques. Le nœud du
problématique est qu’on ne connait pas, ni comment l’homme va régulés les équipements mis
à sa disposition, et comment la modification du climat interne changera son jugement
sensoriel et ainsi son comportement. Enfin quelles sont les mises en jeu énergétiques dues à
ces changements ?

Bref, la chaleur se déplace du corps le plus chaud vers le corps le plus froid jusqu’à ce que la
température se stabilise. Tous les corps (solides, liquides, gaz) subissent ce phénomène
d’échange de chaleur, l’utilisation d’un matériau isolant ou conducteur permet d’intervenir sur
l’intensité de la chaleur transmise. La chaleur se transmet par conduction, rayonnement et
convection, ces trois formes d’échanges se produisent souvent simultanément.

Chapitre I : Notions de base

Modes de transfert de chaleur

Conduction : La conduction est la transmission de chaleur dans un milieu solide qui

s’échauffe en continu sans déplacement de matière (ex : la chaleur est conduite à travers la
pierre, mur, paroi, etc…)

Convection : transmission de chaleur dans un milieu fluide (liquide ou gaz) par déplacement
des particules.

Rayonnement : transmission directe de la chaleur sous forme de radiations d’un corps chaud
vers un corps froid (ex : rayonnement solaire, éclairage, etc…).

Le flux de chaleur traversant une surface représente la quantité de chaleur qui s’écoule
pendant l’unité de temps. Noté () avec l’unité de mesure [Watt] ou bien [kcal/h].

Les facteurs climatiques influant sur la sensation thermique des occupants sont :

1. Température de l’air dans une chambre : notée Ti avec l’unité de mesure [oC, °K],
mesurée à l’aide d’un thermomètre.
2. La température de rayonnement dans une chambre : notée Tray déterminé
approximativement par la formule suivante :

∑
Tray= ∑

: Température de la surface du mur i entourant l’occupant [°C].

: L’aire de la surface du mur i [m²].

3. La vitesse de déplacement de l’air dans une chambre : notée v [m/s] est mesurée par les
appareils dits anémomètres.

4. L’humidité de l’air :

Ce distingue par :

L’humidité absolue de l’air.

L’humidité relative de l’air.

L’humidité absolue de l’air : Qui indique la quantité de vapeur d’eau existant dans l’air et
s’exprime par une des trois notions suivantes:

a) Humidité absolue : quantité de vapeur d’eau comptée en gramme existant dans 1m3
d’air. Elle est notée f avec l’unité de mesure [g/m3].
b) Teneur en vapeur d’eau : quantité de vapeur d’eau comptée en gramme existant dans 1
kilogramme d’air sec. Elle est notée d avec l’unité de mesure [g/kg.a.s].
c) Tension de vapeur d’eau : sachant que l’air est un mélange des composantes suivantes :
O2, N2, gaz rares et vapeur d’eau. La pression atmosphérique est donc la somme des
pressions partielles de ces composantes.

La partie qui se compose d’O2, N2, gaz rares s’appelle partie sèche de l’air ou bien
air sec.
 La pression partielle de vapeur d’eau dans l’air s’appelle tension de vapeur d’eau dans
l’air, elle est notée e avec l’unité de mesure [mm.Hg]. Dans l’atmosphère terrestre e
oscille habituellement de 5 à 30mm.Hg selon le cas.

Relation entre f et e :

t : est la température de l’air considéré [°c].

Relation entre d et e :

Pat : pression atmosphérique [mm.Hg].

L’humidité relative de l’air : la notion humidité absolue nous permet d’avoir seulement la
quantité absolue de vapeur d’eau existant dans l’air mais ne permet pas de savoir à quel degré
cet air est humide. Pour ce faire, la notion humidité relative est utilisée dans ce cas.

L’humidité relative de l’air est le pourcentage entre la quantité de vapeur d’eau existant
réellement dans l’air et la capacité maximale avec laquelle cet air pourrait la contenir, elle est
notée HR avec l’unité de mesure [%], obtenu par :

F : humidité absolue maximale.

E : tension de vapeur maximale.
D : teneur en vapeur maximale.

Note : F, E et D dépendent de la température de l’air, plus la température de l’air est élevée

plus la valeur de ces grandeurs est élevée.

A une température définie de l’air, une seule valeur de ces grandeurs sera obtenue. Pour un air
ayant un f, e ou d défini, une seule température sur laquelle cet air est saturé de vapeur d’eau.

Tableau des valeurs de température en relation de la tension de vapeur maximale.

5. Température sèche et température humide de l’air :

La température sèche de l’air notée Ts est indiquée par le thermomètre à bulbe sec.

La température humide (mouillée) de l’air notée Tm est indiquée par le thermomètre à bulbe
qui est revêtu par un bout de linge mouillé d’eau distillée.

Figure 2 : Mesure de température Ts et Tm

L’évaporation de l’eau au tour du linge humide emporte une quantité définie de chaleur de
l’environnement. Donc, elle provoque une diminution de la température par rapport à celle
sèche, est de :

(Δt = ts-tm  0).

Dans un cas particulier, où l’air est saturé de vapeur d’eau (l’humidité relative est de 100%), il
n’y a pas d’évaporation :

(Δt = ts-tm = 0).

6. Point de rosée de l’air : Si la température de l’air diminue en gardant constante sa teneur

en vapeur d, on arrivera à une température définie, où l’air commence à être saturé. Cette
température s’appelle point de rosée notée Tr.

Exemple : avec e= 4.93 mmHg Tr=1°c

e=17.54 mmHg Tr=20°c

Cela est possible puisque Tr dépend directement de d donc de e.

7. Teneur en chaleur de l’air : c’est la quantité de chaleur comptée en kilocalories contenue

dans un air humide dont la masse de partie sèche est de 1 kilogramme, à la température
T=0°C la quantité de chaleur contenue dans la partie sèche de l’air égale à zéro, et la quantité
de chaleur contenue dans la vapeur d’eau est égale à la quantité de chaleur transmettant de
l’eau en vapeur. Elle est notée I (enthalpie) avec l’unité kilocalorie par kilogramme d’air sec
[kcal/kg.a.s].

8. Le diagramme de l’air humide (diagramme I-d) : il existe une relation entre I et d qui
s’écrit comme suit :

I= 0,597.d + 0,00044.t.d + 0,24 t (1)

0.597 kcal/g : chaleur de vaporisation de l’eau à 0°c.

0.00044 kcal/g.°c : chaleur spécifique de vapeur d’eau.

0.24 kcal/kg.°c : chaleur spécifique de l’air sec.

t : température de l’air considéré.

(1) I= (0,597+0,00044.t).d+ 0,24 t (2)

L’expression (2) montre que la relation entre I et d est linéaire sous la forme :

I = A.d + B (3)
Sachant que :

A=0,597+0,00044.t étant la pente de la droite.

B=0,24.t étant la valeur de I quand d=0 (un air dépourvu de vapeur d’eau).

L’ensemble des valeurs de t nous donne un ensemble des droites, ces droites ne sont pas
parallèles l’une à l’autre (plus t est élevée plus la pente de la droite est importante.

Il existe plusieurs méthode d’expression des dites droites sur le diagramme, ci-dessous se
présente la méthode de RAMZIME.
Figure 3 : Diagramme de Molier
Effet provoqué par les facteurs microclimatiques sur la sensation thermique de
l’occupant

1. Bilan thermique entre le corps humain et l’ambiance

Le corps humain échange continuellement de la chaleur avec l’ambiance, dans cet échange la
quantité de chaleur générée par les processus biophysiologiques se déroulant continuellement
dans l’organisme (respiration, digestion, circulation sanguine, etc…) peut être soit supérieure,
soit égale ou inférieure à celle dégagée par le corps humain à l’ambiance environnante.
L’échange thermique entre le corps humain et l’ambiance s’exprime par l’équation suivante :

Q = M- Qr- Qc- Qev- Qt- Qrep [kcal/h]

Q : quantité de chaleur restante dans l’organisme.

M : quantité de chaleur générée par le processus bio-physiologique.

Qr : quantité de chaleur transmise par l’organisme à l’ambiance par rayonnement.

Qc : quantité de chaleur transmise du corps humain à l’ambiance par convection.

Qev : quantité de chaleur transmise du corps humain à l’ambiance par l’évaporation de la

sueur.

Qt : quantité de chaleur dépensée par l’organisme pour effectuer le travail.

Qrep : quantité de chaleur dépensée par l’organisme pour réchauffer ou refroidir l’air inspiré
(réchauffé si la température de l’air inspiré 37°c).

En général Q0 correspond à une sensation thermique agréable,

Q>0 correspond à une sensation thermique du côté chaud,

Q0 correspond à une sensation thermique du coté froid.

2. Equation du bilan thermique :

1. Quantité de chaleur généré par les processus biophysiologiques dans l’organisme M

[kcal/h]
Cette quantité de chaleur dépend des facteurs suivants :

 L’état de santé

 Les caractéristiques biophysiologiques de l’organisme.

 L’âge.
 La dureté du travail effectué.

M= 70 kcal/h …………. personnes couchés.

M= 75 à 80 kcal/h ……..personnes assises.

M= 150 à 250 kcal/h ….travailleur métallurgiste

2. Quantité de chaleur transmise par l’organisme à l’ambiance par rayonnement Qr

[kcal/h]
Déterminée par la formule de B.Giovani :

Qr= 2,16.1.2.(35-tr).

2,16 : est le coefficient d’échange de chaleur entre l’organisme et l’ambiance par

rayonnement.

1 : coefficient dépendant de l’activité.

2 : coefficient dépendant de l’isolation thermique des vêtements et dont les valeurs sont les
suivantes :

35°c : est une valeur moyenne de la température de vêtements, peau, organisme.

tr : température de rayonnement de l’ambiance.

3. Quantité de chaleur transmise du corps humain par convection Qc [kcal/h]

Elle se présente sous la forme suivante :

 √

8.87 [kcal.s0.5/h.°c.m0.5]: coefficient d’échange de chaleur par convection entre le

corps humain et l’ambiance.

1, 2 : les mêmes coefficients précédemment évoqués.

ti [°c]: température de l’air intérieur.

v [m/s] : vitesse du déplacement de l’air intérieur.

4. Quantité de chaleur transmise du corps humain à l’ambiance par l’évaporation de la

sueur Qev [kcal/h]

Dans le cas d’une sensation de chaleur développée par l’organisme humain (Q>>0), le corps
commence à dégager de la sueur (l’émonctoire de sueur commence à fonctionner, la sueur
apparaît sur la peau et s’évapore dans l’air). L’évaporation emporte une quantité de chaleur
pour diminuer jusqu'à l’annulation de Q.

Qev est déterminé par la formule suivante :

k [kcal.s0.8/h.mmHg.m0.8] : coefficient de perte calorifique de l’organisme par évaporation de

sueur

v [m/s] : vitesse du déplacement de l’air intérieur.

42 mmHg : tension maximale de vapeur d’eau dans l’air intérieur correspondante à la

température moyenne de la peau et vêtements (35°c).

ei [mmHg]: tension réelle de vapeur d’eau dans l’air intérieur.

5. Quantité de chaleur dépensée par l’organisme pour effectuer le travail Qt

Au cours d’un travail une partie de chaleur générée par les processus biophysiologiques dans
l’organisme est transférée en énergie de différentes formes telles que l’énergie mécanique,
électrique, chimique …, pour effectuer ce travail. Elle est déterminée par la formule
approximative suivante :

Qt  0.2.(M- Mr).
Mr [kcal/h]: quantité de chaleur générée par les processus biophysiologiques dans l’organisme
quand il se trouve en état de repos, admise habituellement égale à 85 kcal/h.
 6. Quantité de chaleur dépensée par l’organisme pour réchauffer ou refroidir l’air
inspiré Qrep

Cette grandeur est négligeable devant les autres grandeurs.

Finalement, à partir des calculs ci-dessus et des expériences, il est possible d’établir les
réglementations du régime microclimatique confortable dans les locaux.

L’indice du stress thermique de l’organisme

A partir de l’équation de bilan thermique du corps humain, il est possible de déduire :

√
Q=0 

k s’appelle indice du stress thermique de l’organisme.

 Chapitre 2 : Bilan thermique d’un bâtiment
Introduction

Le bâtiment ou le local se trouve dans un continuel échange thermique avec l’ambiance

environnante, généralement dans cet échange la chaleur se transmet de l’intérieur vers
l’extérieur en hiver et de l’extérieur vers l’intérieur en été par les voies suivantes :

1. A travers les baies ouvertes (portes, fenêtres, prise d’air, etc…) et à travers les murs,
plafonds et planchers.

2. Suivant les réseaux de chauffage, de ventilation et de conditionnement d’air.

Figure 2.1 : Transfert de chaleur dans un habitat.

Rappels : définitions de l’habitat

Les différents rappels et définitions sont tirés de la référence [1].

- Local : Un local est un volume totalement séparé de l'extérieur ou d'autres volumes par des
parois fixes ou mobiles. Un local peut être divisé en plusieurs volumes thermiques.

- Espace chauffé : Un espace est considéré comme local chauffé quand son volume fermé
chauffé à une température supérieure à 12 °C en période d'occupation.

- Volume thermique : C’est un volume d’air supposé homogène en température, susceptible

d’être chauffé par un corps de chauffe dimensionné par cet effet.

- Paroi opaque isolée : Paroi opaque dont le coefficient de transmission thermique K

n'excède pas 0.5 W/ (m².°C) soit une résistance totale minimale égale à 2 (m².°C)/W.

- Paroi transparente ou translucide : Paroi dont le facteur de transmission lumineux (hors

protection mobile éventuelle) est égal ou supérieur à 0.05. Dans le cas contraire elle est dite
opaque.
 - Paroi verticale ou horizontale : Une paroi est dite verticale lorsque l'angle de cette paroi
avec le plan horizontal est supérieur ou égal à 60 degrés, elle est dite horizontale lorsque cet
angle est inférieur à 60 degrés.

- Conductivité thermique λ, en W/(m.K) : Flux thermique par mètre carré, traversant un

mètre d'épaisseur de matériau pour une différence de température d'un kelvin entre les deux
faces de ce matériau.

- Coefficient de transmission surfacique K, en W/(m².K) : Flux thermique en régime

stationnaire par unité de surface, pour une différence de température d'un Kelvin entre les
milieux situés de part et d'autre d'un système.

- Coefficient de transmission linéique Kli, en W/(m.K) : Flux thermique en régime

stationnaire par unité de longueur, pour une différence de température d'un Kelvin entre les
milieux situés de part et d'autre d'un système.

- Résistance thermique R, en m².K/W : Inverse du flux thermique à travers un mètre carré

d'un système pour une différence de température d'un Kelvin entre les deux faces de ce
système.

- Pont thermique intégré : Elément intégré dans la paroi, donnant lieu à des déperditions
thermiques supplémentaires.

- Plancher bas : Paroi horizontale (angle < 60°) donnant sur un local chauffé uniquement sur
sa face supérieure.

- Plancher haut : Paroi horizontale (angle < 60°) donnant sur un local chauffé uniquement
sur sa face inférieure.

2.1 Transfert stable et unidimensionnel de la chaleur à travers une paroi plane

Le mur bâtiment est composé de parois planes (toits, murs, plafonds, planchers, etc…).

Transfert de chaleur

En hiver les facteurs du climat extérieur, surtout la température de l’air (changement très peu
durant la période de 24 heures). Le transfert de chaleur à travers les parois en hiver peut être
considéré comme stable avec des erreurs tolérables.

Transfert de chaleur unidimensionnelle

Considérons un mur homogène (en brique par exemple) séparant deux milieux : milieu
extérieur avec température de l’air Te, milieu intérieur avec température de l’air ti (Ti > Te).
Les deux sont supposées constantes et la surface externe du mur n’est pas ensoleillée. Dans ce
cas, à cause de la répartition irrégulière de températures au sein du mur, il y a lieu
théoriquement un transfert de chaleur dans toutes les directions x, y, z, reste que dans la
pratique l’irrégularité des températures montre que dans les sens y, z (hauteur et longueur du
mur) est négligeablement petite devant celle suivant le sens x (épaisseurs du mur).

Figure 2.2 : Schéma de transfert de chaleur suivant x y z.

On suppose qu’il y a un transfert de chaleur seulement suivant x, autrement dit, le transfert de

chaleur dans le bâtiment est considérée comme unidimensionnel.

2.2 Flux de chaleur traversant une paroi

Avec une paroi homogène (qui est constituée par un seul matériau) séparant deux milieux:
milieu extérieur avec une température de l’air te et un milieu intérieur avec une température
de l’air Ti (supposant que Ti > Te). Dans ce cas, il y a un transfert de chaleur qui traverse la
paroi de l’intérieur vers l’extérieur (du côté le plus chaud vers le côté le plus froid. on note 
la quantité de chaleur qui traverse le mur par unité de transfert [kcal/m².h].

Figure 2.3 : Schéma de transfert de chaleur suivant x.

est déterminé par la relation suivante :

[kcal/m2.h].

R0: résistance thermique de la paroi [m².h.°C/kcal].

La quantité de chaleur  transférée de l’air intérieur vers l’air extérieur doit parcourir 3 étapes
:

La première étape est au niveau de l’air intérieur à la surface interne de la paroi, le flux de
chaleur dans cette zone est noté 1, déterminé par la relation suivante:

Ri résistance thermique superficielle de la surface interne de la paroi [m².h.°c/kcal].

La deuxième étape est à partir de la surface interne à la surface externe de la paroi, le flux de
chaleur dans cette zone traverse le mur, est noté q2, déterminé par :

Rp: résistance thermique de la paroi [m².h.°c/kcal].

La troisième étape est à partir de la surface externe de la paroi à l’air extérieur, le flux de
chaleur dans cette zone est noté q3, déterminé par :

Re : résistance thermique superficielle de la surface externe de la paroi [m².h.°c/kcal]. Comme

le transfert de chaleur est conservatif, on a :

Ou bien

On déduit que la résistance totale de paroi est :

Tableau donnant les résistances thermiques superficielles Ri , Re [m²h°c/Kcal] selon le DTU.

2.3 Résistance thermique propre de la paroi Rp

2.3.1 Paroi homogène

Pour les parois de ce type, la résistance thermique propre se détermine par la relation suivante
:

[m².h.°C/kcal].

ep : l’épaisseur de la paroi [m].

 : Conductivité thermique du matériau [kcal/m.h.°C].

Cette conductivité dépend de plusieurs facteurs, dont 3 facteurs principaux sont :

1. La nature du matériau

Exemples :

brique ordinaires= 0,6kcal/m.h.°C,

béton armé =1,5kcal/m.h.°C,

eau= 0,5kcal/m.h.°C,

air =0,025 kcal/m.h.°C).

2. température du matériau : plus la température du matériau est haute, plus sa conductivité est
importante.
3. L’humidité du matériau : plus le matériau est humide (l’air résidant dans les pores du
matériau est remplacé par l’eau) plus la conductivité est importante.

Les valeurs de la conductivité thermique  de différents matériaux sont données dans le

tableau suivant :
 2.3.2 Paroi multicouches

Dans plusieurs cas (surtout la toiture) une paroi homogène se montre incommode pour assurer
une bonne isolation thermique en été ou en hiver. Habituellement, plus le matériau est bon
mécaniquement tel que le béton armé plus il est mauvais dans sa qualité d’isolation thermique
(voir le tableau ch II-3- 1), pour y remédier il est intéressant de recourir aux parois
multicouches (ex plancher terrasse : dalle en béton armé qui assure résistance mécanique,
couches d’isolation thermique, couches d’étanchéité, etc…chaque couche peut être homogène
ou peut se composer de pans de différents matériaux.

Dans le cas où chaque couche est homogène, la résistance thermique multicouche est
déterminée par la relation suivante :

1. i=1,2,…,n : correspond au numérotation des couches.

2. ei est l’épaisseur de la couche i,

3. i est la conductivité thermique de cette dernière.

On aura
 Figure 2.3 : Résistance thermique des multicouches.

Remarque :

Si ce type de paroi placée entre deux milieu interne et externe, la résistance totale sera de :

2.3.3 Paroi de construction particulière

Dans la pratique du bâtiment, il est possible de rencontrer éventuellement des parois de

construction particulière telles que :

a) Paroi uni couche mais composée de pans de différents matériaux.

b) Paroi multicouche, dont chaque couche se compose de pans de différents matériaux.

c) Paroi avec des pans thermique insérés.

Figure 2.4: Paroi de construction particulière.

La résistance thermique de ce type de parois est déterminée différemment de la paroi

multicouche.

2.3.4 Paroi multicouches avec une lame d’air non ventilée

Sachant que la conductivité de l’air est trop petite par rapport à celle des matériaux ordinaires
(ex : air = 0.025 kcal/m.h.°C contre briques ordinaires = 0.60 kcal/m.h.°C), les bâtisseurs
ont inséré de l’air dans les parois pour augmenter sa résistance thermique sans augmenter son
épaisseur (brique creuse ou double paroi avec lame d’air), son poids et son prix de revient. La
chaleur se transmet à travers une lame d’air par 2 modes en même temps : convection et
rayonnement.
 Figure 2.4 : Transfert de chaleur dans une paroi.

Le flux de chaleur transmis dans la lame d’air non ventilée par convection et rayonnement :

 = c + r [kcal/m².h]

c : flux de chaleur dû à la convection, mais généralement l’épaisseur de la lame d’air est très
faible, donc on considère qu’on a uniquement un effet de conduction.

r : flux de chaleur dû aux rayonnement entre les deux faces de la lame d’air.

Remarque : Si on augmente l’épaisseur de la lame d’air on aura une augmentation du flux de

chaleur c (par convection).

Pour augmenter la résistance thermique de la lame d’air non ventilée il est possible
d’appliquer le procédé suivant :

Coller de fines feuilles d’aluminium sur les surfaces interne du mur pour diminuer le flux de
chaleur par rayonnement (le coefficient d’émission de l’aluminium poli est de l’ordre de 0,19
alors que celui du béton varie entre 0,92 et 0,97).

2.3.5 Paroi multicouche avec lame d’air ventilée

Si dans la lame d’air non ventilée, il existe non seulement la transmission de chaleur d’une
surface à l’autre par les 03 modes mentionnées précédemment. Dans celle ventilée, il existe
en plus un flux d’air de ventilation qui emporte une quantité définie de chaleur de l’intérieur
vers l’extérieur. Pour cela, du point de vue d’isolation thermique la paroi avec la lame d’air
ventilée a l’avantage seulement dans la lutte contre la chaleur d’été et vis versa elle est un
inconvénient dans la lutte contre le froid en hiver. Cependant, dans plusieurs cas on est obligé
de l’utiliser même dans les conditions d’hiver, cela pour diminuer l’humidité dans la paroi.
 Figure 2.7 Transfert de chaleur dans une paroi avec lame d’air ventilé.

2.3.6 Déperditions thermiques d’un bâtiment

Les déperditions thermiques d’un bâtiment comprennent deux facteurs suivants :

1. Déperditions par transmission de chaleur à travers les parois.

2. Déperditions par renouvellement d’air pendant la ventilation.

2.3.6.1Déperditions thermiques par transmission

a. Quantité de chaleur transmise à travers une paroi : elle est notée D et définie par
la relation suivante :

 : Flux de chaleur transmis à travers la paroi [kcal/m².h].

S : surface de la paroi [m²].

Ti : température de l’air intérieur [°C].

Te : température de l’air extérieur [°C].

R0 : résistance thermique totale de la paroi considérée [m².h.°C/kcal].

b. Déperditions thermiques du bâtiment par transmission

C’est la quantité totale de chaleur transmise à travers toutes les parois du bâtiment. Elle est
notée Dt et définie par la relation suivante :

Dt  D1  D2 ... Dn ∑ [kcal/h]

D1 : quantité de chaleur transmise à travers la paroi 1.

D2 : quantité de chaleur transmise à travers la paroi 2. Etc…

 2.3.6.2 Déperditions thermiques par renouvellement d’air

Pour assurer une ambiance saine dans une chambre l’air s’y trouvant doit être continuellement
renouveler par le processus dit de « ventilation ». Ce renouvellement d’air emporte une
quantité de chaleur de l’intérieur vers l’extérieur. Cette quantité s’appelle déperdition
thermique par renouvellement d’air, notée Dr déterminée par relation suivante :

Dr = c.Qm .Ti- Te  [kcal/h]

c : chaleur spécifique de l’air, elle dépend de la température de l’air et de la pression

atmosphérique. Dans les conditions de température et de pression normale, elle peut être
admise égale à 0.24 kcal/kg.°C.

Qm : Débit massique de l’air renouvelé [kg/h].

Ti : température de l’air intérieur [°C].

Te : température de l’air extérieur [°C].

Entre le débit massique Qm et le débit volumique Qv de l’air renouvelé il existe :

Qm   .Qv

 : Masse volumique de l’air, elle dépend de la température de l’air et de la pression

atmosphérique. Dans les conditions de température et de pression normale, elle peut être égale
à 1.2 kg/m3.

Finalement la formule définitive sera :

Dr = c.  .Qv .Ti- Te 

= 0.24. 1.24 .Qv .Ti- Te 

Dr = 0.29. Qv .Ti- Te 

La valeur du débit volumique de l’air renouvelé Qv est déterminée par le besoin d’air frais des
occupants, elle varie de 15 à 25 m3 /h pour les besoins d’air d’une seule personne.

Conclusion :

La Déperditions thermiques d’un bâtiment est égale à :

D = Dt + Dr
 Chapitre 3 : Chauffage

3.1 Objectif :

Le chauffage a pour objectif de compenser la déperdition thermique de chaque bâtiment en y

maintenant un régime microclimatique thermiquement confortable. Il répond à un besoin
physiologique de confort des individus. Dans le bâtiment, un équipement de chauffage assure
le confort thermique des utilisateurs, il répond également à leurs besoins en termes de
fourniture d'eau chaude sanitaire. Il comprend généralement un générateur comme une
chaudière ou une pompe à chaleur qui alimente un ou plusieurs émetteurs de chaleur comme
des radiateurs ou un plancher chauffant. Ceux-ci transmettent la chaleur produite au local à
chauffer.

Le système de chauffage est composé de :

1. Production de chaleur : Le générateur de chaleur (chaudière) placé dans la chaufferie.

2. Réseau de distribution de chaleur.

3. Emetteur de la chaleur : Les radiateurs (éléments chauffants) et conduites dans les locaux.

3.2 Types de chauffages :

Il existe plusieurs types de chauffage pour assurer le confort thermique. Le système adopté
dépend de nombreux facteurs. Les plus importants sont :

 Type du bâtiment.

 Nature des locaux.

 Temps de chauffage.

 Le coût de l’installation.

3.2.1 Modes d’exploitation :

L’exploitation peut être réalisée soit directement par le bénéficiaire (installation individuelle),
soit par une installation commune (chauffage central).

3.2.2 Choix de combustible :

Le choix dépend :
 Du lien géographique.
 Du maître de l’ouvrage.
 Du mode d’exploitation.
 Et du prix de revient.

3.2.2.1 Différents combustibles :

Il existe plusieurs types de combustibles :

a) Combustibles solides :

Combustibles solides naturels : bois, tourbe (combustible noirâtre, formé par la

décomposition sur l’eau des matières végétales), lignite (charbon fossile portant des traces
d’organisation végétale), houille (charbon fossile composé de carbone), anthracite (houille
très riche en carbone).

Combustibles solides artificiels : Obtenues par carbonisation coke métallurgique, coke de

gaz et semi-coke. Coke (charbon poreux).

b) Combustibles liquides :
Ils peuvent provenir de :
 Traitement des pétroles bruts (fuel-oil, mazoute).
 La distillation de divers minéraux comme les houilles (avec fabrication de coke).
c) Combustibles gazeux :
Le gaz utilisé peut être :
 Gaz naturel (principalement de méthane).
 Gaz provenant de la distillation des pétroles (propane, le butane).
 Gaz manufacturé (gaz de ville).
d) Electricité :
La production de chaleur se fait par effet Joule. C’est un système indépendant et fonctionnel
par pièces :
 Convecteur 1000W/2000W (système autonome).
 Bain d’huile.
 Plancher chauffant. Etc…
 Figure 3.2 : Schéma de diffusion de chaleur d’une nappe électrique (Plancher chauffant)

e) Energie solaire :

Le chauffage du bâtiment est réalisé en utilisation d’un capteur solaire, qui permet
l’alimentation du plancher chauffant en eau chaude

Figure 3.4 : Schéma de diffusion de chaleur.

f) Chauffage urbain :

Du point de vue économique, il est intéressant de brûler des combustibles très bon marché et
notamment des ordures ménagères, or la puissance dégagée dépasse largement celle
nécessaire pour alimenter un immeuble. D’où le passage à l’utilisation d’un fluide chauffant
(vapeur HP ou eau sur-pressée).

3.2.2.2 Différents fluides caloporteurs :

Il existe plusieurs fluides chauffant telles que : l’eau, huile, l’air, vapeur d’eau.

a) Chauffage à eau chaude :

 Basse température T < 110oc
 Haute température 110°c < T ˂220oc

Remarque : la pression dans les conduites doit être supérieure ou égale à la limite donnée par
la courbe de saturation (voir fig.).
 Figure 3.5 : Schéma de courbe de saturation

b) Chauffage à vapeur :

 Basse pression : P=0.5 bars effectifs (c’est la différence entre la pression dans les conduites
et la pression atmosphérique en bar).

 Haute pression : P > 0.5 bars effectifs.

c) Chauffage à air chaud.

d) Chauffage à très haute température : cela n’est possible que dans le cas d’une utilisation
de fluide tels que l’huile comme capteur à des températures avoisinant 300°c et à une pression
normale.

3.2.3 Modes de distribution :

3.2.3.1 Distribution supérieur : la figure suivante représente une distribution supérieure

appelée distribution en parapluie. Dans ce système le collecteur de départ (eau chaude) passe
vers la partie supérieure du bâtiment, le collecteur de retour (eau froide) passe vers la partie
inférieure.
 Figure 3. 4 Schéma de distribution supérieure

3.2.3.1 Distribution inférieure:

La figure ci-dessous représente une distribution inférieure appelée distribution en chandelle.

Dans ce système les collecteurs de distribution passent vers la partie basse de l’installation et
desservent les colonnes verticales.

Figure 3.6 : Schéma de distribution inferieure

3.2.4 Modes d’utilisation:

3.2.4.1 Chauffage continue : Ce système fonctionne 24/24h.

3.2.4.2 Chauffage intermittent : Ce système fonctionne durant un temps limité où fixé par
l’utilisateur.

3.2.5 Détermination de la puissance calorifique d’un générateur de chaleur :

Dans le cas, ou le générateur de chaleur sert seulement à satisfaire les besoins de chauffage est
de type continu, sa puissance calorifique est déterminer par la formule suivante :

[Kcal/h].

G [kcal/m3.h.°C]: coefficient de déperdition volumique du bâtiment. Il mesure la perte

d'énergie rapportée au volume habitable du bâtiment.

 : Rendement moyen en général égale à 60% de la capacité de la chaudière, qui sera

récupérer et diffuser dans le bâtiment.
Vh : Volume habitable.
3.3 Aménagement des chaufferies :

Il est possible d’établir un plan d’aménagement de la chaufferie en tenant compte de :

 Espaces à réserver autours des chaudières et des accessoires.

 Conduits de fumée et de ventilations.

 Aménagements divers (passerelle, trappe pour entrer sortie matériel, etc…).

3.3.1 Espace pour implantation du matériel :

La réglementation préconise un minimum de :
 0,50m sur les côtés des chaudières.
 1,50m sur le devant des chaudières (pour que l’ouvrier peut travailler aisément).
 Figure 3.6 : Schéma d’aménagement de chaudières

Ces espaces sont trop restreints pour permettre un aménagement rationnel. L’aménagement de
la chaufferie se fera d’après les bases de la fig.2 (plusieurs chaudières). Et cela pour permettre
un ramonage facile du foyer.

3.4 Conduits de fumée :

3.4.1 Tirage des cheminées :

Considérons une chaudière et son carneau. L’air nécessaire à la combustion entre le point E et
les fumées qui servent à réchauffer l’eau parcourent le circuit chaudière puis le carneau et
arrive en point C. Pour permettre la circulation de l’air et des fumées, il faut attirer l’air d’où
le nom de tirage (par ex : Ventilation) qui sera placée en point C et rejettera les fumées à
l’extérieur (appelé tirage mécanique qui sera fonction des caractéristiques du ventilateur, débit
et pression). Ce peut être également une cheminée qui joue le rôle de ventilateur et cela sera
appelé tirage naturel.

Figure 3.7 : Schéma de conduit de fumée

3.4.2 Conduit de fumée pour combustibles liquide ou solide :

La section de la cheminée w est fonction de la puissance et de sa hauteur. La section minimale

sera :
 250 cm² pour les appareils comportant un réglage d’air (ex : Chaudière).
 400 cm² pour l’appareil ne comportant pas de réglage d’air (cheminée).
En tirage naturel, il est souvent fait appel à des formules empiriques très simples qui
permettent de déterminer rapidement la section en fonction de sa
hauteur :

w : Section du conduit en [cm²].

Q : puissance de la chaudière [kcal/h]. H : hauteur de la cheminée en [m].
n : coefficient (dépendant du type de combustible utilisé).
 n = 0.017 à 0.022 chaufferie en mazoute sans et gaz.
 n = 0.028 à 0.032 chaufferie en coke.
 n = 0.043 à 0.047 chaufferie en mazoute.
 n = 0.008 à 0.014 chaufferie avec suppresseur (mazoute ou gaz).
Remarque :

Le rapport de longueur-largeur ne doit pas dépasser les deux tires ( ).

Si la section est circulaire, elle doit être réduite de 20%.
 Chapitre 4 : Ventilation.
4. 1 Objectif
La ventilation est nécessaire non seulement pour maintenir une température et un degré
hygrométrique acceptable, mais également pour limiter la pollution de l’air. Il est possible
d’admettre qu’une personne au repos consomme 20 à 25 litres d’oxygène par heure et rejette
20 à 25 litres de gaz carbonique : La consommation d’un litre d’oxygène produit un litre de
gaz carbonique. Alors qu’approximativement l’air contient 21% d’oxygène, le minimum de
conforts est de 13% de teneur minimale à condition que le corps soit au repos, sachant que 2%
de gaz carbonique ne présente aucun danger immédiat, mais les accidents mortels surviennent
pour une teneur de 20%.

Le renouvellement d’air à admettre est aussi en fonction de l’utilisation du local :

Local Volume par heure [m3 /h]

Bureaux 3
Classes 3à5
Salle d’eau 7
Garages 5
Cuisines (appartement) 2
Salles de bains 2à3
Cinémas 15
Cafés 10 à 20
Cuisines (restaurant) 20 à 3

4.2 Mode de ventilation

La ventilation peut être assurée par circulation naturelle ou par circulation mécanique.

4.2.1 Ventilation naturelle (libre)

La ventilation peut être réalisée de différentes façons. La solution la plus simple consiste à
créer des ouvertures (haute et basse) sur la même face d’un mur de local à ventiler.

L’air chaud intérieur plus léger par unité de volume que l’air extérieur, tend à s’élever en
mettant la partie haute de local en pression : l’air sortira par l’ouverture haute et sera remplacé
par de l’air froid venant de l’extérieur et entrant pour l’ouverture basse.

Les ventilations constituées d’ouvertures grillagées ne sont en générale pas réglable. Certaines
fabrications proposent des dispositifs qui évitent certains inconvénients :
 1. L’aérateur GUZZI (ventilation haute) est constitué de sorte de persiennes en verre à
lames mobiles qu’on substitue au carreau supérieur de la fenêtre du local à ventiler
(réglage de façon grossière).

Figure 4.1 : Système de ventilation haute

2. L’aérateur bas est formé de deux vitres parallèles de 8 à 10 mm et interrompues de manière

à se recouvrir sur 4 à 5 cm. Le petit carreau peut pivoter pour permettre le nettoyage.

Figure 4.2 : Système de ventilation basse

3. Il est possible d’utiliser également des vitres perforées, avec des trous en forme de cône, la
grande base étant à l’intérieur, pour minimiser l’action du vent.
 Figure 4.3 : Système de ventilation avec vitre perforé

Il existe d’autres solutions pour ventiler les locaux de faible volume. On utilise des dispositifs
constitués de gaines afin d’augmenter le débit de l’air de ventilation. L’efficacité de la
ventilation par gaine est d’autant plus importante que la gaine est de grande hauteur et que la
température intérieur est élevée (condition remplie durant la période de chauffage). Ce
dispositif ne dépend pas du vent et diminue quand la température extérieure augmente. Par
contre, il trouve un emploi intéressant (peu coûteux) lorsqu’il s’agit de ventilation de cuisine,
salles de bains, buanderies, etc…

Figure 4.4 : Système de ventilation avec gaines

4.3 Ventilation mécanique (forcée)

Dans les bâtiments de grande hauteur les locaux les plus hauts sont les plus défavorisés.
La ventilation naturelle ne peut être utilisée dans tous les cas, notamment :
 Si l’on désire maintenir un faible écart de température entre l’intérieur et l’extérieur.
 Eliminer les vapeurs ou gaz désagréables ou dangereux.
 Maintenir un local en dépression (ou en surpression) tout en assurant sa ventilation.
La ventilation s’appliquera à trois types d’installation :
1. Locaux de pression.
2. Locaux de dépression.
3. Local soumis à la pression atmosphérique.

4.3.1 Locaux en pression

Le local à ventiler est entouré de locaux sensiblement à la pression atmosphérique, c’est le cas
:
 Des laboratoires de recherche ou de physique nucléaire, afin d’éviter les entrées d’air
contaminé (ex : Radioactif).
 Des salles d’opérations chirurgicales.
 Des magasins de vente et ateliers.

4.3.2 Locaux en dépression

Le but est de rechercher à maintenir un local en dépression afin que les émanations, les
odeurs, etc… ne se répondent pas dans les locaux environnants, c’est le cas :
 Des ateliers d’imprimerie, d’industries diverses.
 Des cuisines de collectivités ou de restaurant. etc…
Dans ce cas (et dans des réalisations similaires) une hotte d’aspiration est installée au-dessus
de ces appareils. Du point de vue constructif la hotte doit être réalisée de manière suivante :
 Figure 4.5 : Système de hotte de ventilation

4.3.3 Local soumis à la pression atmosphérique

Dans ce cas la ventilation peut servir uniquement de protection contre les conditions
extérieures, l’air intérieur étant traité séparément (conditionné par exemple). Ce procédé est
très efficace mais constitue malheureusement une solution onéreuse. Ce système est surtout
valable pour les constructions préfabriquées. En plus, il doit prévoir une ventilation ou une
climatisation intérieure des locaux.

Figure 4.6 : Système ventilation d’un local soumis à la pression atmosphérique

4.4 Ventilation mécanique contrôlée VMC

La VMC est l'abréviation de ventilation mécanique contrôlée. C'est un ensemble de

dispositifs mécaniques qui doivent assurer le renouvellement de l'air à l'intérieur des pièces
humides comme :
 Les toilettes
 La salle de bains
 Cuisine
C’est un dispositif intégré au bâtiment fonctionnant avec une centrale de ventilation forçant
l'extraction de l'air pour le renouveler et assurer ainsi la qualité de l'air intérieur. La VMC
existe en simple flux, double flux ou hygroréglable.
La VMC simple flux extrait l'air des locaux et également les calories qu'il contient. C’est un
système qui permet de renouveler l’air intérieur en 3 étapes.

1. De l’air neuf, provenant de l’extérieur, est capté par des entrées d’air situées sur les façades
ou des fenêtres.
2. Cet air traverse toutes les pièces d’habitation et assainit l’air ambiant.
3. L’air vicié (chargé d’humidité et de diverses pollutions) est ensuite évacué, par l’action
d’un ventilateur, vers des bouches d’extraction reliées à l’extérieur.
Cet inconvénient est minimisé par la VMC double flux qui récupère une partie des calories de
l'air extrait pour réchauffer l'air insufflé dans le local traité. La VMC double flux est un
facteur de performance énergétique qui participe activement au respect de la réglementation
thermique et récupère la chaleur de l’air vicié pour la transmettre à l’air provenant de
l’extérieur. Plus coûteux qu’une VMC simple flux, ce système permet de réaliser des
économies d’énergie importantes si le logement est bien isolé.

La VMC hygroréglable permet de contrôler la teneur en humidité de l’air entrant et sortant,

des testeurs d’humidité sont placés à l’entrée des prises d’air neuf ainsi que sur les bouches
d’extraction. Ce système "intelligent" permet ainsi de limiter les déperditions de chauffage par
un système à débit variable en fonction de la situation d’utilisation.
 Chapitre 5 : Climatisation.
5.1 Objectif

Les installations de conditionnement d’air ont pour but d’assurer des conditions thermiques et
hygrométriques déterminées. Ces installations maintiendront une température avoisinant les 
1°C et  5% d’humidité relative. Ces dernières traitant les propriétés physiques de l’air d’une
manière appropriée afin de maintenir dans les locaux les conditions souhaitées et confortables.

5.2 Types de conditionnement

5.2.1 Conditionnement intégral

En général le terme de climatisation est réservé aux installations qui assurent en été, comme
en hiver, une certaine température intérieure (20°C en hiver et 24°C en été, en assurant
parallèlement une valeur constante du degré hygrométrique). Pour ce faire, il est possible de
dire que les installations de conditionnement d’air intégrales assurent non seulement la
température, mais aussi un degré hygrométrique.

La Figure 5.1 suivante représente le schéma de principe d’une installation centrale de

conditionnement d’air.

Figure 5.1 : Schéma d’installation d’une centrale de conditionnement d’air C.C.A

 L’air neuf : L’air de provenance de l’extérieur (destiné à être traité ou non).
 L’air soufflé : L’air traité (ou non) destiné au local.
 L’air repris : L’air qui ressort du local après l’avoir traversé (en perdant toutes ces qualités).
 L’air recyclé : Une partie de l’air repris est réutilisé pour être de nouveau traité.
Il est possible de constater sur les figures ci-dessous les évolutions de l’air dans un diagramme
d’air humide.

Figure 5.2 : Evolutions de l’air dans un diagramme d’air humide (été, hiver).
Avec :
1. A représente le point de l’air intérieur,
2. B représente le point de l’air extérieur,
3. M le point résultant du mélange entre A et B,

L’évolution 1 indique un refroidissement.

Les évolutions 2, 3 indiques un réchauffage.
L’évolution 4 indique une humidification avec refroidissement.
Le réchauffage sera obtenu par les batteries alimentées en eau à partir du réseau de chauffage
(à partir d’un réseau à température constante de 90°C) et une régulation appropriée.

La batterie froide sera alimentée par une centrale de réfrigération qui produit en générale de
l’eau à une température de 4°C à 10°C. La centrale est constituée d’une machine frigorifique
(à absorption ou à compression) composée du compresseur, de l’évaporateur, du condenseur,
de l’appareillage de contrôle et de commande et des pompes du circuit d’eau glacée. Cette
centrale servira à alimenter également la chambre de lavage ou d’humidification (réglage de
la température par mélange).

Pour obtenir le refroidissement nécessaire, qui fonctionne en circuit fermé (en ville il est
interdit d’alimenter de telles installations avec le réseau AEP), l’eau chaude sortant du
condenseur est envoyée dans une tour de refroidissement (située également sur la terrasse du
bâtiment) qui par évaporation ramène l’eau à la température voulue, cette évaporation
consomme environ 5 à 10% du débit traité.

Détermination du point résultant M du mélange

Le point M représente le mélange d’air obtenu de l’air recyclé et l’air neuf à l’intérieur de la
centrale.

Figure 5.3 : Mélange d’air neuf recyclé dans la centrale de climatisation

Du point de vue représentatif, M se trouve sur le segment de la droite (voir la figure 5.2) et
pourra être positionné en utilisant la relation suivante :

Sachant que :
MA, MB, AB distances mesurées à partir des points A, B et M représentés sur le diagramme
de l’air.
QA : débit de l’air A.
QB : débit de l’air B.

5.2.2 Conditionnement individuel

Il existe des appareils monoblocs de climatisation individuels installés dans le local traité, ou
dans son voisinage immédiat. Ces appareils sont plus ou moins volumineux, suivant leur
puissance frigorifique. Ils comportent les mêmes appareils que l’installation centrale :
compresseur, batterie chaude, batterie froide, etc…

De tels appareils permettent de traiter des débits d’air de 500 à 4000 m3/h, c’est à dire
convenant pour des locaux de dimensions moyennes (bureaux, magasins, etc…). Lors de
l’élaboration de bâtiment il convient de :
1. De réduire la surface des vitres au minimum nécessaire pour assurer l’éclairage normal.
Les vitres doivent être protégées du rayonnement solaire par une protection extérieur, de
couleur claire. Il est possible utilement de réduire encore l’apport solaire en utilisant des
doubles fenêtres ou des fenêtres à double-vitrage.
2. De prévoir une isolation thermique des murs situés vers le sud (ils seront de couleur claire
avec ou sans isolant).
 EXERCICES
EXERCICE 1
Soit un air dont la température est ti=25.4°C et dont la teneur en vapeur d’eau d=10g/kg.a.s.
1. Calculer la tension de vapeur d’eau sachant que la pression atmosphérique est de
756mmHg (Pat).
2. Calculer l’humidité absolue f de cet air.
3. Calculer l’humidité relative H de cet air.
SOLUTION :
e=11,96 mmHg
f= 11,96 g/m3
H=49,13%

EXERCICE 2
Soit un air dans un local dont la température ti=31.6°C et dont l’humidité relative est de 55%,
calculer :
1. la tension de vapeur.
2. l’humidité absolue.
3. teneur en eau. Pat=755mmHg.
SOLUTION :

e=19,18 mmHg

f= 18,19 g/m3

d=16,21%

EXERCICE 3
Ayant les températures surfaciques :

2 = 24°C

3 = 30°C

4 = 26°C

5 = 33°C

6= 25°C

1. calculer la valeur approximative Tray de la température de rayonnement sachant que 1

=35°C.
2. quelle est la valeur de 1 pour que Tray ne dépasse pas 27°C.

SOLUTION :

1. Tray= 29,07°C

2. 1 25,92°C

EXERCICE 4
Soit dans une salle de classe, une température intérieur de 21°c et la température extérieure est
de 04°c et les températures dans les salles voisines sont indiquées dans la figure ci-dessous.
La paroi A est constituée d’un vitrage simple avec une épaisseur de 4mm et de conductivité
thermique de 1 kcal/m.h.°C.
Les parois B, C et D sont identiques et constituées de 03 couches :
 Une couche de béton armé d’épaisseur 6cm et de conductivité thermique 1.5 kcal/h.m.°C
 Deux couches d’enduit des deux côtés d’épaisseur 1.5cm et de conductivité thermique 1
kcal/h.m.°C.
Les planchers du haut et du bas sont identiques.
Le débit d’air renouveler est de 22m3 /personnes.
1. Calculer la déperdition thermique par transmission à travers toutes les parois de cette
salle sachant que pour les parois B, C et D : Ri=Re=0.13 m².h.°C/kcal.
Paroi A: Ri= 0.13 m².h.°C/kcal ; Re=0.07 m².h.°C/kcal.

2. Quel est le nombre de radiateurs qui doivent être disposer dans cette salle sachant que
le nombre d’écoliers et d’enseignants est de 46 personnes et la puissance calorifique
émise par chaque radiateur est de 1737 kcal/h.

3. Si la température humide de l’air intérieur est de 15.5°c qu’est-ce qui se produit sur la
surface interne de la paroi A et pourquoi ?

SOLUTION

D0=8113 kcal/h avec 05 radiateurs

1= 10,02°C < Tr=12°C il y a une condensation au niveau de la face interne de la paroi
A.

EXERCICE 5
Soit un mur extérieur composé de l’extérieur vers l’intérieur :
1. Mortier de ciment e= 1.5cm ; λ1 =1.2 kcal/h.m.°C
2. Béton e= 15cm ; λ2 =1.75 kcal/h.m.°C
3. Mortier de ciment e= 1.5cm ; λ3 =1.2 kcal/h.m.°C
4. Enduit de plâtre e= 1.5cm ; λ4 =0.35 kcal/h.m.°C
Sachant que : Text =05°C, Tint 21°C
1. Calculer le flux de chaleur traversant le mur.
2. Calculer les températures superficielles.
3. Si Th=18°C, y aurait-il une condensation de vapeur d’eau au niveau de la surface interne de
ce mur.
4. Si oui, quelle solution préconisez-vous pour éviter la condensation superficielle.

SOLUTION:

1. =45, 32 kcal/h.m²

2. 1= 15,11°C 2= 14,54°C 3= 14,15°C 4= 13,58 °C 5= 8,17 °C

3. 1= 15, 11°C < Tr=16°C il y a une condensation au niveau de la face interne du mur.

4. Prévoir un isolant ex polystyrène