Le mur trombe

14/06/2013
Contexte scientifique
Quels critères influencent le confort des
occupants ?
Traité d’architecture et d’urbanisme bioclimatiques
Ces paramètres dépendent :
-De la constitution de l’enveloppe du bâtiment (matériaux porteurs, isolants, parements…)
-Des systèmes de régulation (chauffage, froid)
-Des systèmes de ventilation (mécanique, naturelle…)…
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14/06/2013
Quels critères influencent le confort des
occupants ?
La température de confort dépend de la température de l’air et de
la température des parois.
Traité d’architecture et d’urbanisme bioclimatiques
Quels critères influencent le confort des
occupants ?
Evolution des exigences
Bâtiments des années
80 jusqu’à 2000 :
Bâtiment version RT 2012
ou RT 2020 :
Confort d’hiver
Confort d’hiver + Confort
d’été
Isolation thermique
Conductivité thermique λ
[W/(m.K)]
Isolation thermique +
inertie thermique +
Déphasage des
sollicitations
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14/06/2013
Quels critères influencent le confort des
occupants ?
Réaction d’un local à inertie forte (masse surfacique des parois > 400 kg/m2)
et d’un local à inertie faible (masse surfacique < 150 kg/m2) en présence
d’apports solaires.
Traité d’architecture et d’urbanisme bioclimatiques
Amortissement : réduction de l’amplitude d’une sollicitation
Déphasage : décalage dans le temps entre l’entrée et la sortie
Quels critères influencent le confort des
occupants ?
Le déphasage et l'amortissement constituent l'inertie thermique. Les caractéristiques de l'inertie
thermique peuvent être regroupées pour chaque matériau en deux grandeurs intermédiaires :
 La diffusivité thermique “a” correspond à la vitesse d'avancement d'un front de chaleur à
travers le matériau (unité : m2/s).
 L'effusivité thermique “b” représente la capacité d’un matériau à « arracher » la chaleur
(sensation de froid que l’on éprouve lorsque l’on touche des matériaux de nature différente mais
d’égale température). Elle pilote la température de contact. ((W/m2.K)1/2)
Pour réduire l'amplitude d'un flux thermique, les parois de l'enveloppe doivent présenter une
faible diffusivité et une forte effusivité. Cet objectif peut être atteint par un choix judicieux de
matériaux.
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Quels critères influencent le confort des
occupants ?
Temps de déphasage de divers matériaux de construction en
fonction de leur épaisseur et quantité de chaleur accumulée
pour des épaisseurs types, en Wh/m2.K
(D’après E. Gratia)
La terre crue est l’un des principaux matériaux qui permet de stocker la
chaleur et d'atténuer les fluctuations de température dans le bâtiment.
Quels critères influencent le confort des
occupants ?
Absorption de la vapeur d‘eau par des
échantillons de 1,5 cm d‘épaisseur - Humidité de
l‘air (50/80/50) à T= 21°C
Ziegert C (2008). Terre et confort intérieur – L’équilibre, Premières assises nationales de la construction en terre, Grenoble, Avril 2008.
Minke G. (2006). Building with earth – Design and technology of a sustainable architecture. Birkhauser publishers for Architecture, Basel, Berlin,
Boston.
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Terre crue – Mur trombe
Utilisations Possibles :
•
•
•
•
•
•
Mur capteur
Un poêle de masse
Mur trombe
Cloison
Contre cloison (Doublage intérieur de murs
extérieur)
Remplissage d'une ossature bois
Terre crue – Mur trombe
Principe d’un mur Trombe
-
-
-
Il a été conçu par le professeur Félix Trombe et
l’architecte Jaques Michel, en 1956.
Il est composé d’un bloc de matière à forte
inertie, d’un double vitrage (pour créer un effet
de serre)
L’absorption du mur peut être améliorée en
utilisant des matériaux sombres ou en le
peignant en noir.
Il comporte des ouvertures qui permettent un
échange entre l’air de la pièce et l’air contenu
entre le vitrage et le mur.
Le chauffage se fait donc de deux manières
différentes:
- Par convection, grâce à la circulation d’air.
- Par rayonnement, grâce au déphasage du mur.
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Terre crue – Mur trombe
Brique de Leers: Caractérisation expérimentale
Caractéristiques
thermiques
dynamiques
(NF EN ISO
13786)
Caractéristiques techniques
Dimensions (mm)
225 x 108 x 60
Densité (kg/m3)
1685
Conductivité
thermique (W/m.K)
0.83
Capacité thermique
massique (J/kg.K)
537
Résistance
mécanique (MPa)
5.66
Capacité
thermique
surfacique
(kJ/m2.K)
Facteur
Déphasage
d’amorti(h)
ssement
32,37
0,94
2,59
(En tenant compte des résistances
surfaciques)
Terre crue – Mur trombe
Capacité thermique surfacique
(kJ/m 2.K)
Facteur d'amortissement
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
70
60
50
40
30
20
10
0
100
200
300
400
500
600
100
200
300
400
500
600
Epaisseur (mm)
Déphasage (h)
20
15
10
5
0
100
200
300
400
500
600
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Terre crue – Mur trombe
Mesures effectuées sur les murs en
briques crues du bâtiment du projet
‘‘Terre en Nord’’.
Essais in situ
Projet ‘‘Terre en Nord’’
Ce projet bénéficie d’un suivi scientifique
important, en compétence, en moyens et
en durée : Etudier et analyser les
capacités de ces briques en terre crue
au sein de son milieu d’usage (situation
réelle) et au cours du temps.
Terre crue – Mur trombe
Instrumentation des murs
Vue en coupe du mur de 60cm
Vue en coupe du mur de 45cm
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Terre crue – Mur trombe
Terre crue – Mur trombe
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14/06/2013
Terre crue – Mur trombe
Mesure des températures extérieure et intérieure
40
40
Mur de 60cm
T_ext
T_int
35
30
Temperature (¡C)
Temperature (¡C)
30
25
20
25
20
15
15
10
10
5
27/07
T_ext
T_int
Mur de 46cm
35
06/08
17/08
27/08
Time
06/09
16/09
5
27/07
06/08
17/08
27/08
06/09
16/09
Time
Les amplitudes de l'évolution de la température intérieure sont plus faibles
par rapport à celle de l'extérieur.
Les murs en terre crue permettent de réduire les fluctuations de la température extérieure.
Merci de votre
attention
SA. Briqueteries du Nord
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