TECHNOLOGIE – 5eme Date : .. / .. / ..

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En 1990 un rapport alertait pour la première fois le monde dela forte probabilité d'un changement climatique dû à l'effet deserre. Cet effet de serre, provoqué par les rejets de CO2 dansl'atmosphère provient de l'action humaine sur la planète.Comme le montre l'illustration ci-dessus, l’habitat est l’un despostes les plus importants d’émissions des gaz à effet de serresur la planète. C’est pourquoi la France s’est engagée àréduire la consommation d’énergie de ses bâtiments.

1. Le transfert thermique

La physique nous enseigne que dans un échange de chaleur entre deux corps, c’est toujours le corps le plus chaud qui cède de l’énergie (sous forme de chaleur) au corps le plus froid. Cet échange de chaleur est appelé communément un transfert thermique.

Il existe trois modes de transfert thermique :

• Le transfert thermique par conduction :

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La conduction est le moyen par lequel la chaleur passe d'un corps à un autre par contact direct. Les particules du secteur le plus chaud transmettent leur énergie aux particules voisines (par exemple celle d'un mur en béton dans le schéma ci-dessus). Le flux de chaleur va toujours des zones chaudes vers les zones froides. La chaleur se répartit ensuite dans toute la masse du corps, jusqu'à s’uniformiser.

• Le transfert thermique par convection :

C’est un mode de transfert de chaleur entre une paroi et un fluide (par exemple de l’air) qui serait à une température différente. L’air en mouvement transporte la chaleur, il emmène avec lui la chaleur qu'il contient. Et la communique à une paroi.

• Le transfert thermique par rayonnement

Il s’agit d’un transfert de chaleur sans support matériel, entre deux surfaces séparées par un milieu transparent. L’agent responsable de ce transfert est le rayon lui-même. Par exemple les rayons du soleil transfèrent directement leur chaleur sur votre peau sans qu’il y ait besoin de quoi que ce soit entre le soleil et votre peau. Une grande distance peut être parcourue par les rayonnements.

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2. La solution : l'isolation L’isolation de son habitation est un moyen d’éliminer ou de réduire au maximum tout transfert thermiqueentre deux milieux de température différente. Elle permet par exemple, de se protéger du froid en hiver ou de la chaleur en été. L’isolation est donc une barrière que l’on met sur le chemin suivi de la chaleur oudu froid.Dans une maison chauffée, la chaleur peut emprunter plusieurs chemins pour pouvoir s’échapper. Ces chemins sont appelés des zones de déperditions thermiques.

Il existe trois types de déperditions (pertes) thermiques :

• la transmission surfaciqueCas général des pertes par transmission à travers les parois comme les murs, les toitures ou les vitres.

• la transmission linéiqueLes pertes thermiques par transmission linéique sont souvent appelées des ponts thermiques. Ce sont des zones où on constate qu’il y a des fuites au niveau de la rencontre d’une paroi et d’un plancher, au niveaude la rencontre d’une paroi et de la toiture ou bien quand une paroi extérieure rencontre une paroi intérieure.

• le renouvellement d’airLa ventilation, qu’elle soit voulue ou non (ex : fenêtre ouverte) est indispensable pour la qualité de l’air intérieur, pour l’hygiène de vie. Souvent on installe une ventilation mécanique contrôlée (V.M.C) pour renouveler automatiquement l’air de l’habitat....…… mais ce système fait perdre un peu de la chaleur.

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C’est pourquoi il est important d’isoler son habitat pour trois principales raisons :• Raison de confort : Pour se protéger du froid en hiver.

• Raison écologique : On réduit les émissions de gaz et de chaleur dans l’atmosphère.

• Raison économique : On utilise moins de chauffage ce qui permet de réduire notre facture d’énergie. Il existe différents types de matériaux isolants.

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3. Exemple d'application : les déperditions thermiques d'une maison. Une image photo thermique est une méthode très utile pour observer les nuances de températures de notre environnement. Elle est souvent utilisée pour repérer les principales zones de chaleur dans une maison chauffée en hiver.

• Situation

La photographie thermique reproduite ci-dessus a été prise en décembre. Elle représente une maison chauffée par des radiateurs situés dans toutes les pièces de la maison. La température extérieure est de 2°C.

• Constat :La chaleur des différentes pièces de lamaison s’échappe, par les murs, la toitureet principalement par les fenêtres.La maison n’arrive pas à contenir la chaleurà l’intérieur de ses murs, elle est donc malisolée : on a des pertes énergétiquesthermiques.

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• Solution :Pour limiter au maximum ladéperdition de chaleur, il fautéquiper la maison d'un matériauisolant partout où c'est nécessaire(murs, toiture, contours de porteset de fenêtres)

Conclusion : La chaleur ne s’échappeplus, elle est conservée dans la maison.On réalise des économies d’énergie.

4. L'essentiel à retenirUn transfert thermique est un échange de chaleur entre deux corps, c’est toujours le corps le plus chaud qui cède de l’énergie (sous forme de chaleur) au corps le plus froid.Il existe trois modes de transfert thermique : la conduction, la convection et le rayonnement électromagnétique.

Dans une maison chauffée, la chaleur peut emprunter plusieurs chemins, appelés des zones de déperditions thermiques, pour s’échapper.Il existe trois types de déperditions thermiques :• la transmission surfacique ;• la transmission linéique appelées les ponts thermiques ;• le renouvellement d’air dû à la ventilation naturelle ou mécaniquement contrôlée ;L'inconvénient est que le chauffage d'une maison qui ne conserve pas la chaleur produit beaucoup de gaz à effet de serre.

L'isolation est la solution au problème de transfert de chaleur, elle a trois avantages :• le confort : elle protège du froid en hiver et de la chaleur en été• l'écologie : elle diminue l'utilisation des moyens de chauffage ou de climatisation et donc réduit les émissions de gaz et de chaleur dans l’atmosphère.• les économies : chauffer moins signifie aussi payer moins pour se chauffer.C'est pour toutes ces raisons que l'état français a décidé une vaste campagne d'isolation des bâtiments.

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