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STAGE - SYSTÈME, TRANSFERTS THERMIQUES

Exercice - Chauffage d'une maison



L'énoncé

L’écologie étant devenu une priorité ces dernières années, de plus en plus de particuliers veulent construire leur maison en respectant certains critères afin de maîtriser la dépense énergétique par l’isolation, la ventilation, la qualité des ouvertures.

Remarque : une maison est passive lorsque ses besoins en chauffage sont inférieurs à 15 kWh par m² habitable et par an contre 250 à 300 kWh par m² habitable et par an en moyenne pour les besoins en chauffage d’un bâtiment classique.

L’objet de cet exercice est une maison sans étage de 60m² de surface.

 


  • Question 1

    Déterminer par analyse dimensionnelle l’unité d’une résistance thermique.

  • Question 2

    Pour une meilleure isolation, il faut une résistance thermique élevée. Pour une surface donnée, expliquer qualitativement dans quel sens doivent évoluer les caractéristiques d’une paroi pour augmenter l’isolation de l’habitation.

  • Question 3

    Calculer la résistance thermique des murs extérieurs Rm, en précisant l’unité, d’après ces informations :

     

    Surface

    (m²)

    Matériaux

    Épaisseur

    (cm)

    Conductivité thermique

    (W.m-1.K-1)

    Résistance thermique

    (S.I.)

    Murs extérieurs

    75

    plâtre

    1,7

    0,50

    ?

    briques plâtrières

    5,2

    0,80

    liège

    6,2

    0,040

    brique

    18

    0,60

     

  • Question 4

    Les transferts thermiques s’effectuent de l’intérieur vers l’extérieur et le sol. Par ailleurs, pendant une journée, la température intérieure est constante à 19°C, maintenu par un poêle à bois, tandis que les valeurs des transferts thermiques sont de :

    - pour les murs extérieurs : $Q_m = 55 MJ ;$

    - pour les vitres : $Q_v = 10MJ ;$

    - pour le sol : $Q_s = 35 MJ ;$

    - pour les combles : $Q_c = 22 MJ.$

    En déduire la valeur de la chaleur fournie par un poêle à bois pendant une journée.

  • Question 5

    Dans ces conditions, si, par an, la période de chauffage dure 100 jours, peut-on considérer la maison comme passive ?

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