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FAQ Pleiades / FAQ STD Comfie 1

1 Comment sont modélisés les échanges avec le sol ?

1.1 Le contact sol dans COMFIE

Si un bâtiment est en contact thermique avec le sol, il est possible de modéliser ce transfert par deux termes : un coefficient de transfert global entre la zone et l'air extérieur, et un coefficient de transfert entre la surface externe du plancher et le sol (à 10 m de profondeur), dont la température est supposée constante toute l'année.


Pour tenir compte de l’inertie thermique obtenue grâce au sol, il est possible d’inclure une couche de sol (50 cm à 1 m) dans la composition de la dalle sur terre-plein. Les caractéristiques du matériau considéré dépendent de son humidité, mais on peut supposer que le sol est bien drainé et donc relativement sec sous la dalle. Une conductivité thermique de l’ordre de 2 W/(m.K) est alors considérée, la masse volumique étant de l’ordre de 1200 kg/m3 et la chaleur massique 0,25 Wh/(kg.K).


EchangesSol - tempSol.png


Le coefficient d’échange avec le sol (à 10 m), en supposant le sol sec, est fixé à un cinquième de la surface de la dalle. La résistance thermique de 10 m de sol (avec une conductivité de 2) est de 5 (m2.K)/W, d’où un coefficient U de 1/5 en W/(m2.K), et le coefficient d’échange U.A (en W/K) est donc égal à 1/5 de la surface. C’est la valeur par défaut considérée dans Pleiades.


Les ponts thermiques entre la dalle et l’extérieur, si une isolation périphérique a été prévue, sont fixés automatiquement par le logiciel à une valeur égale au périmètre de la dalle (en W/K), ce qui correspond à un coefficient « psi » de 1 W/(m/K). En l’absence d’isolation, cette valeur s’élève à 1,5 fois le périmètre. Avec 10 cm de polystyrène sur toute la sous-face de la dalle, une valeur d’environ 1/3 du périmètre peut être considérée, voire ¼ si les fondations sont également isolées afin de réduire le pont thermique à ce niveau. Un modèle par éléments finis 3D est utilisé pour évaluer cette valeur au cas par cas de manière plus précise.


Dans le cas d'un contact avec le sol, les ponts thermiques de la périphérie sont pris en compte mais pas les ponts des linéiques des refends intérieurs ou intégrés de la composition du plancher bas.

Si on souhaite le faire, il faut intégrer ces ponts thermiques directement dans la pièce une fois dans Pleiades, en stipulant un contact du pont vers l'extérieur.

Ce problème n'existe pas avec un contact de type "vide sanitaire".


1.2 Cas du puits climatique

Dans le cas d’un puits climatique, la température du sol loin du bâtiment est évaluée selon la profondeur en considérant une variation sinusoïdale de la température extérieure au cours de l’année, et une atténuation de l’amplitude ainsi qu’un déphasage liés à la profondeur (cf. courbe ci-dessous).


EchangesSol - graph.png


On voit qu’à partir de 9m, la température donnée par ce modèle est quasiment constante.


Un maillage du sol autour des tubes du puits climatique permet d’évaluer les transferts de chaleur et les températures des mailles au cours du temps. La température du sol sous le bâtiment dépend de la surface au sol du bâtiment et des caractéristiques du sol et des fondations, il est difficile de déduire une loi générale très précise sur ce sujet.