Modélisation thermique d'après relevés de thempératures.

Bonjour à tous,

Sujet pour les joueurs :

On calcule le Ubât ou on modélise le comportement thermique souvent en amont d'un projet, en conception, à priori.
Il doit être intéressant de croiser ces données avec celles de relevés à postériori, mesurés sur le projet fini.

Ainsi, je viens d'effectuer des relevés de température intérieurs et extérieurs sur 48h (pas d'1/2h); bien que notre maison ne soit pas encore terminée (encore paille apparente à l'étage), les enduits de finition sont posés au rdc.

Avec de tels relevés de températures inter et exter, plus éventuellement un solarimètre, on doit pouvoir ainsi retrouver le Ubât et l'inertie totale d'une maison (comportement thermique), sans en connaitre les éléments constructifs, non?
La température intérieure (variations mesurées) d'une maison étant fonction de :
-son inertie (paramètre n°1 recherché),
-son isolation (paramètre n°2 recherché),
-des apports calorifique interne et externe (inter : connus, possibilité de nuls; exter : mesurés ou estimés),
-de la température extérieure (variations mesurées),
-des variations de déperditions dues aux conditions climatiques (vent/neige...estimés, peuvent être négligeable suivant conditions).
(en oublie-je?)

Y-en-a-t-il parmi vous qui ont l'habitude de manipuler ce genre de pb à équations?

Je creuse la question et je reviens vers vous. En espérant pouvoir proposer quelque chose de pas trop compliqué...
Merci de votre attention.

PS: quels différences faites vous entre un solarimètre et un pyranomètre, unités dans les deux cas en W/m²?

Citation :

Avec de tels relevés de températures inter et exter, plus éventuellement un solarimètre, on doit pouvoir ainsi retrouver le Ubât et l'inertie totale d'une maison (comportement thermique), sans en connaitre les éléments constructifs, non?

non :p
Ubat est issu d'un calcul réglementaire, qui n'a pas vocation à prédire quoi que ce soit de réaliste, mais juste à permettre la comparaison de deux projets sur une échelle identique, conventionnelle (c'est à dire choisie non pas pour son aptitude à coller à la réalité, mais pour son aptitude à mettre d'accord les différences forces politique opposées qui luttaient lors de son élaboration).

Donc s'il y a bien une certitude à avoir, c'est que des mesures in situ ne corroboreront jamais les calculs réglementaires.

Par contre, il est possible d'utiliser des moteurs de calculs thermique physiques, et là, si les hypothèses que tu as mis dans la simulation sont assez proches de la réalité, et si l'outil de calcul que tu as utilisé est dans son domaine de validité, alors il est possible que tu puisse confirmer ses résultats. Mais puisqu'on utilise des fichiers météo de moyennes, c'est peu probable. Il vaudrait mieux mesurer in situ une période assez longue (disons au moins 2 semaines), et refaire la simulation sur ces deux semaines en remplaçant les données météo par celles mesurées en réalité. Il y aura des écarts à cause du fait que la simulation partira d'un instant T qui n'est précédé de rien alors que dans la réalité la maison ne sort pas d'un néant thermique, mais à moins de tester un habitat troglodyte ça ne devrait pas être significatif.

C'est quoi l'objectif que tu poursuis ?

Solarimètre/pyranomètre : je ne suis pas un spécialiste mais une rapide recherche semble montrer que le terme solarimètre est un ancien terme synonyme du second.

En parlant de Ubât, je ne pensais pas au coef règlementaire, mais à la variable représentant la puissance déperditive globale du bâtiment étudié.
Ma motivation : pure curiosité. J'aime bien modéliser, comparer, analyser et comprendre. Sur l'aspect thermique, j'aime bien essayer de comprendre ce qui est pris en compte par un logiciel (quels modèles de parois/matériaux, quels points particuliers arêtes/ponts thermiques, quels paramètres météo etc...quelles hypothèses/scénarios etc).

Tu as parfaitement raison dans tes précisions Ugo. Effectivement, le règlementaire permet de ramener ces études complexes sur terre pour permettre aux différents acteurs d'arrêter leurs choix sur du concret.

Mais de même que j'apprécie les logiciels de conception/étude thermique dans leur quête de vérité (ils sont de plus en plus précis), j'apprécie les approches expérimentales qui permettent de conforter (ou non) les modèles établis.
C'est bien en partant de l'observation de la réalité, avec des mesures plus poussées, qu'on progresse dans notre connaissance du comportement thermique et qu'on fait progresser les logiciels*. Par exemple les caméras thermiques ou les portes soufflantes ont dû bien aider les chercheurs thermiciens.

Bref, j'essaye de trouver quelques équations pour trouver deux paramètres inconnus, "Uglo" (U global équivalent) et "Iglo" (Inertie globale équivalente) en fonction de deux campagnes de mesures donnant deux courbes de températures (inter et exter), relevées sur une durée pertinente (48h ou plus? pas sûr. Quelques heures en phase de charge ou décharge de la masse inertielle suffit peut-être).
J'essaye de raisonner par analogie avec la méca (Puissance, Couple résistant, vitesse angulaire, accélération angulaire) ou l'élec (Puissance, tension, condensateur, résistance élec). J'ai du mal. Mais des hypothèses peuvent aider : étude de nuit maison vide (pas d'apport thermique exter ou inter donc phase de décharge de la masse inertielle) par exemple.
Je continue à réfléchir à tout cela avec quelques amis joueurs, et je reviens vous faire part de tout cela (peut-être schémas à l'appui).

*idem pour la résistance des matériaux : quels logiciels calculent le comportement d'une poutre caisson bois/OSB/clous? C'est l'expérimentation qui validera le comportement connu le plus proche à assimiler à celui de la poutre non homogène plus difficilement modélisable.

Dans ce cas je trouve juste étrange la recherche d'un coefficient global. Tenter de faire une espèce de moyenne de toutes les déperditions sur l'ensemble d'un bâtiment, c'est bien ça l'idée ? ça ne peut qu'écraser tous les résultats et faire un amalgame dont il sera difficile d'extraire quelquechose.
Idem pour l'inertie, si tu prend une durée vraiment faible de 48h, tu sera sur les inerties journalières, et pour bien prendre la mesure de leur impact sur les parois, il faudrait regarder pièce par pièce, paroi par paroi. Avec un pas si court, on peut carrément voir les ondes de chaleur se déplacer dans un bâtiment. Donc là aussi, je ne vois pas trop ce que tu pourra faire d'un coef global.

Citation :

Mais de même que j'apprécie les logiciels de conception/étude thermique dans leur quête de vérité (ils sont de plus en plus précis), j'apprécie les approches expérimentales qui permettent de conforter (ou non) les modèles établis.

Pourtant le but du logiciel n'est pas de prendre en compte la totalité des paramètres. ça ferait un calcul horriblement complexe, qu'on sait faire, mais si 75% des paramètres n'influencent que 5% du résultat, on peut les bazarder. (je grossis le trait).

Ce qui est intéressant c'est par contre de bien voir à quels moments la simulation devient fausse du fait des simplifications qu'elle a faite. Ainsi par ex on a constaté avec les portes soufflantes que les déperditions induites par les défauts d'étanchéité à l'air n'étaient ni linéaires, ni équivalents selon la nature des échanges th qui procurent le confort dans un projet donné.

Mais pour moi la vraie limitation des simulations actuelles, c'est qu'elles mesurent des températures réelles, alors que ce qui nous intéresse nous, c'est les températures ressenties par un être humain. Mais ça on le calculera pas vu que c'est subjectif, culturel et relatif.

Citation :

quels logiciels calculent le comportement d'une poutre caisson bois/OSB/clous?

Je ne suis pas un spécialiste de RDM, mais je sais que ces calculs sont bien maitrisés et que les logiciels existent. L'étude de la résistance des matériaux a quelques siècles d'avance sur celle de leur comportement thermique