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#1 23/03/2007 12:21:16

Enzo1
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Diffusivité

Bonjour

est ce que quelqu'un pourrait m'expliquer un peu l'unité de la diffusivité thermique ?
je comprends très bien le terme, cad l'aptitude d'un matériau à transmettre une variation de température. Par contre j'ai du mal avec cette unité le m2/h

ex : acier - 51.28x10-3 m2/h
       laine de verre - 1,43x10-3 m2/h

c quoi , pour quelle variation de température, c pour un matériaux de 1 m2 ?

Merci pour vos réponses

Cordialement

#2 23/03/2007 14:45:54

Atlantis
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Re : Diffusivité

Enzo1 a écrit :

je comprends très bien le terme, cad l'aptitude d'un matériau à transmettre une variation de température.

c'est avec ce genre de raccourci qu'on trompe les gens, bienvenu dans le panneau.

la diffu thermique ne sert que si elle est dans l'équation de la chaleur. Elle n'a même pas de vraie signification physique, c'est un jeu mathématique en supposant certains paramètres constants spatialement et temporellement lors de la résolution pour un cas donné.

#3 23/03/2007 15:28:37

Mathieu.M
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Re : Diffusivité

La diffusivité est la conductivité divisé par la masse volumique et le Cp du matériau.
D = Lambda / (Rho.Cp)

Comme disais Atlantis elle n'est pas trés utile étant donné que Rho et Cp varie avec la pression et la température donc elle aussi.

#4 23/03/2007 16:02:21

Enzo1
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Re : Diffusivité

bon merci pour ces réponses. Ca ne m'éclaire pas vraiment du coup

en fin de compte je pensais utiliser cette valeur, entre autre, pour trouver le meilleur matériau pour faire cette fameuse zone à très forte inertie sous la maison (décalage d'une demi saison ! )

donc vous ne savez pas pour quelle différence de T°, quelle pression , humidité ces valeurs sont calculées ?

#5 26/03/2007 08:24:16

architecture NATURELLE
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Re : Diffusivité

Salut,

Les mesures de lambda théoriques sont effectuées à 20°C et 50% d'humidité relative.
A titre d'info, dans des conditions extrêmes en climat tempéré, le lambda varie de moins de 6% (ce qui permet de relativiser)

Il n'y a pas de panneau dans lequel tomber. Diffusivité et effusivité sont simplement deux grandeurs qui permettent de rendre compte du comportement d'un matériau, rien de plus : un matériau très diffusif emmagasine (ou relâche) l'énergie très vite, un matériau très effusif peu stocker beaucoup d'énergie. C'est tout.

Pour faire du stockage thermique, ce n'est pas la diffusivité qu'il faut chercher à optimiser mais l'effusivité (capacité du matériau à stocker l'énergie).
Ef=racine (lambda*Rho*C)

Donc en clair, le stockage se fait avec des matériaux lourds, peu isolants et à fortes chaleurs spécifiques. Pas des isolants évidemment, mais plutôt du minéral : béton, galet, pierre, terre crue, etc… Ou encore, de l'eau. (l'eau étant plus réservée à du stockage journalier car plus diffusive) Mais en tout cas le stockage doit être parfaitement isolé !
Je te conseille de te procurer le livre d'Edward Mazria ("le guide de la maison solaire") pionnier en la matière, qui retrace les différentes expériences faites sur le sujet depuis les années 50, et la mise en pratique (plus ou moins heureuse) de ces concepts. En effet on a déjà pas mal de recul sur ce genre de systèmes. Pour le stockage inter-saison, on a même déjà une certitude : ça ne marche pas. Il est nécessaire de toujours alimenter ce volant d'inertie, ce qui n'est pas un handicap en soit, mais qui doit être pris en ligne de compte dès la conception. (alimentation par système passif -apports solaires passifs directs par vitrage- ou par système actif -circulation d'eau ou d'air chauffés par capteurs).
A+

#6 26/03/2007 10:30:15

Enzo1
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Re : Diffusivité

merci pour ces précisions,

je pensais bien utiliser l'effusivité comme valeur, mais également la diffusivité. En fin de compte je recherche le matériau le plus effusif et le moins diffusif.
Ns comptons utiliser ou des panneaux à air ou l'air chaud emmagasiné ds la serre l'été pour alimenter le stock sous la maison ! à voir car pas encore défini !
donc si je comprends bien , en prenant l'exemple de l'acier à 51.10-3 m2/h, à 20°C, un morceau de 51x10-3 m2 mettra 1 heure pour transmettre ou emmagasiner une quantité de chaleur, mais justement quelle quantité et pour quelle épaisseur de matériau.
J'ai bien conscience que le galet peut sembler un matériau très très intéressant, surtout que ns en avons à volonté près de chez nous mais j'aimerais bien comprendre le pourquoi du comment !! voilà smile)) je suis curieux de nature smile

Merci smile


architecture NATURELLE a écrit :

Salut,

Les mesures de lambda théoriques sont effectuées à 20°C et 50% d'humidité relative.
A titre d'info, dans des conditions extrêmes en climat tempéré, le lambda varie de moins de 6% (ce qui permet de relativiser)

Il n'y a pas de panneau dans lequel tomber. Diffusivité et effusivité sont simplement deux grandeurs qui permettent de rendre compte du comportement d'un matériau, rien de plus : un matériau très diffusif emmagasine (ou relâche) l'énergie très vite, un matériau très effusif peu stocker beaucoup d'énergie. C'est tout.

Pour faire du stockage thermique, ce n'est pas la diffusivité qu'il faut chercher à optimiser mais l'effusivité (capacité du matériau à stocker l'énergie).
Ef=racine (lambda*Rho*C)

Donc en clair, le stockage se fait avec des matériaux lourds, peu isolants et à fortes chaleurs spécifiques. Pas des isolants évidemment, mais plutôt du minéral : béton, galet, pierre, terre crue, etc… Ou encore, de l'eau. (l'eau étant plus réservée à du stockage journalier car plus diffusive) Mais en tout cas le stockage doit être parfaitement isolé !
Je te conseille de te procurer le livre d'Edward Mazria ("le guide de la maison solaire") pionnier en la matière, qui retrace les différentes expériences faites sur le sujet depuis les années 50, et la mise en pratique (plus ou moins heureuse) de ces concepts. En effet on a déjà pas mal de recul sur ce genre de systèmes. Pour le stockage inter-saison, on a même déjà une certitude : ça ne marche pas. Il est nécessaire de toujours alimenter ce volant d'inertie, ce qui n'est pas un handicap en soit, mais qui doit être pris en ligne de compte dès la conception. (alimentation par système passif -apports solaires passifs directs par vitrage- ou par système actif -circulation d'eau ou d'air chauffés par capteurs).
A+

#7 26/03/2007 12:57:46

architecture NATURELLE
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Lieu : AVIGNON
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Re : Diffusivité

La réponse est dans la question : c'est un compromis. Un matériau ne peut pas être et très diffusif et très effusif.
L'acier : effectivement, c'est peu isolant (lambda grand) c'est  lourd (Rho grand, bonne capacité thermique). Sauf que ça perd son énergie aussi vite que ça l'emmagasine. Donc pour du stockage de longue durée c'est pas bon.
Les galets seront 5 fois moins effusifs. L'eau 10 fois moins, pour une capacité thermique quasi équivalente. Si tu as les galet spour rien, ne te pose pas de questions, c'est ce qui est utilisé en général. (ou alors du calcaire de carrière concassé quand on n'a pas autre chose)

L'essentiel est de bien isoler le stockage. Ca c'est plus difficile, plus cher et plus technique.

#8 26/03/2007 13:27:02

Enzo1
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Re : Diffusivité

ok merci pour les réponses


oui le galet est dispo gratos !!

pour l'acier c t vraiment un exemple au hasard ! ns ne mettrons jms ça en stockage sous la maison !

l'eau , c bien , ce que je crains c l'étanchéité ds le temps !

d'ailleurs pour l'isolation de la masse, est ce que le liège est le plus approprié des matériaux  ?

#9 26/03/2007 19:37:51

Lemat
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Re : Diffusivité

architecture NATURELLE a écrit :

La réponse est dans la question : c'est un compromis. Un matériau ne peut pas être et très diffusif et très effusif.
L'acier : effectivement, c'est peu isolant (lambda grand) c'est  lourd (Rho grand, bonne capacité thermique). Sauf que ça perd son énergie aussi vite que ça l'emmagasine. Donc pour du stockage de longue durée c'est pas bon.
Les galets seront 5 fois moins effusifs. L'eau 10 fois moins, pour une capacité thermique quasi équivalente. Si tu as les galet spour rien, ne te pose pas de questions, c'est ce qui est utilisé en général. (ou alors du calcaire de carrière concassé quand on n'a pas autre chose)

L'essentiel est de bien isoler le stockage. Ca c'est plus difficile, plus cher et plus technique.

il y a quelque chose de pas clair là. Vous dites que pour le stockage il faut un materiau hautement effusif mais que la pierre qui l'est cinq fois moins (que l'acier ?) est mieux ?

#10 26/03/2007 20:17:29

Bedouin
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Re : Diffusivité

Oui mais il a dit aussi que la diffusivité doit être faible, or celle de l'acier est de 51,28 * 10e-3 et celle de la pierre environs 3,88 * 10e-3 donc même si l'effusivité de l'acier est 5 fois plus grande que celle de la pierre, sa diffusivité est quant à elle 13 fois plus élevée, donc même si l'acier a une capacité à stocker bcp de chaleur, de par sa diffusivité élevée, cette chaleur repart aussi vite qu'elle est arrivée donc effet nul ou bcp trop court pour du stockage saisonnier.

#11 26/03/2007 20:24:53

gt22
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Re : Diffusivité

bonjour

a une époque j'ai mis au point un chauffage solaire air/air école a chatenay
on stockait l'énergie donc la chaleur de l'air dans des briques rouges  concassés plusieurs m3 de stockage dans une fosse sous terre

@+

#12 26/03/2007 20:26:35

architecture NATURELLE
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Re : Diffusivité

Je vais le dire autrement : il faut trouver le juste milieu entre stockage et vitesse (de réchauffement ou refroidissement).
L'acier, d'accord, stocke beaucoup, mais se réchauffe ou se refroidit très vite, surtout à cause de son lambda très élevé qui lui confère donc une diffusivité très importante. Il y aura donc trop d'échange.
Les galets, eux, stockent moins, c'est vrai, mais leur lambda est 30 ou 40 fois plus faible que l'acier=> donc diffusivité faible, et meilleur compromis pour un stockage de plus longue durée. L'autre avantage du hérisson de galet, ce sont les vides d'air entre blocs, qui augmentent la résistance thermique (donc lambda moins fort) et qui permettent, si le hérisson est suffisament haut, de se passer d'isolation sous le hérisson. On n'isole alors plus que la périphérie, ce qui suffit à limiter les échanges. Un équilibre se crée alors avec le sol. Attention cependant, il faut que le hérisson soit enterré pour que ça marche vraiment bien. Si c'est un vide sanitaire rempli de galets (donc plus vraiment vide, ni plus vraiment sanitaire) il faudra isoler dessous avec un isolant incompressible (type foamglass, voire mousse de PU jusqu'à une certaine limite, le liège n'est quant à lui pas assez costaud et se comprimera).
Le béton, la terre crue,  font aussi partie des matériaux intéressants pour le stockage.

#13 26/03/2007 23:36:21

Mathieu.M
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Re : Diffusivité

@architecture NATURELLE : aurais-tu plus de renseignement sur le hérisson ca m'interesse beaucoup. Quelle hauteur est suffisante pour se passer d'isolation, et cette technique est-elle réellement applicable pour les maisons passives ?

#14 27/03/2007 00:01:03

architecture NATURELLE
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Re : Diffusivité

http://www.architecturenaturelle.com/projets-101-3.html

Une petite video et qq photos sont en ligne ici.

Sur ce projet : iso PU 60mm + hérisson 60 cm + dalle BA 15 cm, le tout isolé par l'extérieur avec 16 cm de liège.
A+

#15 27/03/2007 07:26:25

Enzo1
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Re : Diffusivité

donc en deça de 0.60 isolation en fond obligatoire ? c bien ça ?

par contre sur ce projet comment le hérisson est alimenté ?  est ce qu'il de s'agit de canalisations type drain ou plein qui traversent entièrement le hérisson ? les calories proviendront d'un capteur à air, d'une serre ?

en tout cas merci pour cette petite vidéo smile

architecture NATURELLE a écrit :

http://www.architecturenaturelle.com/projets-101-3.html

Une petite video et qq photos sont en ligne ici.

Sur ce projet : iso PU 60mm + hérisson 60 cm + dalle BA 15 cm, le tout isolé par l'extérieur avec 16 cm de liège.
A+

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