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Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie D

Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie Département de chimie industrielle Domaine : Sciences et Techniques Filière : Génie des procédés Spécialité : Génie chimique Réf. : Entrez la référence du document Présenté et soutenu par : MENNI Amina Le : lundi 8 juillet 2019 Optimisation d’un système d’isolation thermique multi couches Jury : Dr. BOUREMEL Cherifa MCA Université de Biskra Président Dr. SAKRI Adel MCA Université de Biskra Rapporteur Dr. REHALI Hanane MCB Université de Biskra Examinateur Année universitaire : 2018/2019 MÉMOIRE DE MASTER I Remerciements En premier lieu, je tiens à remercier Dieu, mon créateur pour m’avoir donné la force pour accomplir ce travail. J’exprime toutes mes profondes reconnaissances à mon encadreur Dr. SAKRI Adel non seulement pour l’honneur d’avoir accepté de diriger ce travail, mais aussi pour sa patience, ses conseils judicieux et sa compréhension. Je remercie également tous les professeurs du département de génie chimique. Aux membres du jury Dr. BOURMELE Cherifa et Dr. RAHALI Hanane. Pour leur entière disposition, qui nous ont fait l’honneur d’examiner ce travail et de le juger. Je tiens aussi à remercier particulièrement mon amie Linda MORZAGHE qui m’a aidé pour la réalisation de ce modeste travail. Que toutes personnes aient participé de près ou de loin à la réalisation de ce travail acceptent mes grands et sincères remerciements. II Dédicace A ma chère mère et mon cher père qui sont la joie de ma vie et qui me procurent tant de soutien, d’amour et d’affection; ma moindre réussite est le fruit de leurs sacrifices, dévouements et persévérances; je leurs dédie ce travail en signe de sincère reconnaissance et de gratitude éternelle. A mes chères sœurs, et mes chers frères, je vous aime de tout mon cœur, je vous souhaite une vie pleine de joie, de bonheur et de réussite dans vos études. A tous les membres de ma belle famille qui ont toujours été affectueux et serviables. En témoignage de mon amour, je vous souhaite la bonne santé. A toutes mes fidèles amies pour leurs aides et leurs encouragements. A mes plus proches amies:Nour, Amel, Amani, Romayssa et ma cousine Amira A tous ceux qui ont contribué à ma formation, à tous ceux qui me sont chers. Que ce travail soit l’expression de ma vive gratitude et de mon profond attachement. Amina….. Sommaire III Sommaire Remerciement …………………………………………………………………………. I Dédicace ………………………………………………………………………………. II Sommaire ……………………………………………………………………………… III Liste des figures…………………………...…………………………………………… VI Introduction générale…………………………………………………………………… 01 Chapitre I : Généralités sur le transfert de chaleur par conduction…. I-1-introduction………………………………………………………………………… 04 I-2 -Généralité sur le transfert de chaleur………………………………………………. 04 I-3 - Notions Préliminaires sur les Transferts de Chaleur………………………………. 05 I-4 -Importance du transfert de chaleur dans la vie des ingénieurs …………………..... 05 I-5 -Quelques définitions et concepts fondamentaux…………………………………… 06 1-5-1 -Flux et densité de flux thermique…………………………………………….. 06 I-5-2- Lignes et tube de courant……………………………………………………... 06 I-5-3 Surfaces isothermes……………………………………………………………. 06 I-5-4 -Gradient de température………………………………………………………. 07 I-5-5 - Champ de température ou Profil de température…………………………..... 07 I-5-6 -Source interne………………………………………………………………… 07 I-5-7 - Le coefficient de transmission calorifique…………………………………… 07 I-5-8 -Capacité thermique massique ………………………………………………… 07 I-5-9 : Capacité thermique …………………………………………………………… 07 I-6 - Différents modes de transfert de chaleur…………………………………………… 08 I-6-1- Convection…………………………………………………………………....... 08 I-6-2- Rayonnement………………………………………………………………….. 09 I-6-3 – Conduction………………………………………………………………….. 10 I-7 - Conductivité thermique…………………………………………………………..... 12 I-7-1 – Définition……………………………….......................................................... 12 Sommaire IV I-7-2 - Origine de la conduction de la chaleur dans les solides……………………… 13 I-8- Résistance thermique………………………………………………………………… 13 Chapitre II : Isolation thermique………………………………………… II-1-Généralités sur l’isolation thermique……………………………………………........ 17 II-1-1 – Définition……………………………………………………………………. 17 II-1-2 - La notion de confort thermique……………………………………………… 17 II-1-2-1 - Paramètres affectant le confort thermique…………………………... 18 II-1-3- Consommation d’énergie…………………………………………………….. 18 II-1-3-1- Efficacité énergétique……………………………………………...… 18 II-1-3-2 : Consommations d’énergie en Algérie………………………………. 18 II-1-4- Isolation des constructions………………………………………………...... 20 II-1-5- Différents types d’isolants………………………………………………....... 20 II-1-5-1 - Isolants minéraux…………………………………………………. 20 II-1-5-2 - Isolants synthétiques……………………………………………… 21 II-1-5-3- Isolants végétaux………………………………………………....... 21 II-2 - Isolation thermique du local choisi………………………………………………... 21 II-2-1 - Isolation thermique en Algérie……………………………………………... 21 II-2-2 - Constructions d’habitat du Sahara………………………………..………… 23 II-2-3 - Isolants utilisés en Algérie………………………………………………….. 23 II-2-3-1 - Polystyrène expansé……………………………………………..... 23 II-2-3-2 -Mousses phénoliques........................................................................ 24 II-2-3-3- Liège expansé…………………………………………………....... 25 II-2-3-4 - Béton Cellulaire Autoclave………………………………………. 26 II-3 - Avantages d'isolation thermique………………………………………………….. 26 II-4 - Propriétés et performances d'un matériau isolant………………………………… 27 II-4-1 - Propriétés physiques………………………………………………………... 27 II-4-2 - Propriétés environnementales…………………………………………….. 28 II-4-3- Propriétés de l’hygiène et de la santé …………………………………….. 28 Sommaire V Chapitre III : Etude expérimentales …………………………………… III-1-introduction……………………………………………………………………..... 30 III-2-Matériaux utilisées……………………………………………………………....... 30 III-2-1-isolants…..…………………………………………………………………….. 30 III-2-1-1-liège……………………………………………………………………….. 30 III-2-1-2-fibre de palmier…………………………………………………………… 31 III-2-1-3-pneu renforcé et non renforcé……...……………………………………… 32 III-3-conductivité thermique…... ……………………………………………………... 34 Chapitre IV : Résultats et discussions :……………………………………………… IV-1 Température de paroi .……………………………………………………………... 36 IV.2 Conductivité thermique λ…………………………………………………………… 41 IV-3- Modélisation de la conductivité thermique………………………………………... 44 Conclusion générale………………………………………………………………………. 47 Références bibliographiques …………………………………………………….……… Résumé……………………………………………………………………………………. Liste des figures VI Liste des figure Figure II-1 : Consommation énergétique dans le secteur ménager en Algérie. (Source : DGE, 2000, réadapté par auteur)……………………………. 19 Figure III-1 : Schéma du montage expérimental utilisé pour mesurer la Température………………………………………………………………………. 30 Figure III-2 : Mis en forme de liège…………………………………………… 31 Figure III-3 : palmier (source de fibre naturel)……………………………..... 31 Figure III-4 : Mis en forme de fibre de palmier………………………………. 32 Figure III-5 : Pneu renforcé……………………………………………………. 32 Figure III-6 : Mis en forme des échantillons de pneu renforcé………………. 33 Figure III-7 : Pneu non renforcé (Caoutchouc)……………………………….. 33 Figure III-8 : Mis en forme de caoutchouc……………………………………. 33 Figure IV-01: Variation de température de paroi de liège on fonction de Temps…………………………………………………………………………….….. 36 Figure IV-02 : Variation de température de paroi de fibre de palmier on fonction de temps………………………………………………………………………………… 37 Figure IV-03 : Variation de température de paroi de pneu renforcé on fonction de temps………………………………………………………………………………. 37 Figure I-1 : les trois modes de transfert de chaleur…………………………. 08 Figure I-2 : Transfer de chaleur par convection d’un convecteur électrique…………………………………………………………. 09 Figure I-3 : Transfer de chaleur par rayonnement solaire sur un mur…… 10 Figure I-4 : Transfert de chaleur par conduction…………………………… 10 Figure I-5 : principe de la conduction thermique…………………………… 12 Figure I-6 : Contribution des différents mécanismes de diffusion des Phonons………………………………………………………….. 13 Figure I-7 : Schématisation du mur monocouche…………………………… 14 Figure I-8 : Schématisation du mur multicouche……………………………. 15 Liste des figures VII Figure IV-04 : Variation de température de paroi de pneu non renforcé on fonction de temps………………………………………………….………………………… 38 Figure IV-05 : Variation de la température de paroi des échantillons préparées par les isolants (liège/pneu non renforcé/pneu renforcé/fibre de palmier) en fonction de temps…………………………………………………………………………….. 38 Figure IV-06 : Variation de la température de paroi des échantillons préparées par les isolants (liège/pneu renforcé/pneu non renforcé/fibre de palmier) en fonction de temps………………………………………………………………………….... 39 Figure IV-07 : Variation de la température de paroi des échantillons préparées par les isolants (pneu renforcé/ liège /pneu non renforcé/fibre de palmier) en fonction de temps……………………………………………………………………………… 39 Figure IV-08 : Variation de la température de paroi des échantillons préparées par les isolants (pneu non renforcé/ fibre de palmier/ liège /pneu renforcé) en fonction de temps……………………………………………………………………………... 40 Figure IV-09 : Variation de la température de paroi des échantillons préparées par les isolants (pneu non renforcé/ fibre de palmier /pneu renforcé/ liège ) en fonction de temps……………………………………………………………………………….. 40 Figure IV-10 : Variation de la conductivité thermique des échantillons préparées par les isolants naturels et des déchets en fonction de la température…………… 41 Figure IV-11 : Variation de la conductivité thermique des échantillons préparées par les isolants (liège/pneu non renforcé/pneu renforcé/fibre de palmier) en fonction de la température…………………………………………………………………………... 42 Figure IV-12 : Variation de la conductivité thermique des échantillons préparées par les isolants (pneu non renforcé/fibre de palmier/ liège/ pneu renforcé) en fonction de la température …………………………………………………………………………. 42 Figure IV-13 : Variation de la conductivité thermique des échantillons préparées par les isolants (liège/ pneu renforcé/ pneu non renforcé/ fibre de palmier) en fonction de la température…………………………………………………………………………… 43 Liste des figures VIII Figure IV-14 : Variation de la conductivité thermique des échantillons préparées par les isolants (pneu renforcé/ liège/ pneu non renforcé/ fibre de palmier) en fonction de la température…………………………………………………………………………… 43 Figure IV-15 : Variation de la conductivité thermique des échantillons préparées par les isolants (pneu non renforcé/ fibre de palmier /pneu renforcé/ liège) en fonction de la température…………………………………………………………………………… 44 Figure IV-16 : Variation de la de température le long de différents Echantillons………………………………………………………………………….. 45 Figure IV-17 : Variation de la température le long des différents échantillons ( isolants combinés)………………………………………………………………… 46 Introduction générale 1 Introduction générale La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents phénomènes physiques, en particulier la conduction, la convection et le rayonnement. Un thermicien est un spécialiste de la thermique. Le terme est également utilisé pour désigner une bulle de convection [1]. En thermique, un isolant est un matériau ayant une faible conductivité thermique. Il s'oppose aux transferts de chaleur. Il permet notamment d'éviter les fuites de chaleur : pertes de chaleur (dans une pièce chauffée, un four) ou gain de chaleur (un réfrigérateur, une chambre froide) [1]. L’isolation thermique désigne l’ensemble des techniques mises en œuvre pour limiter les transferts de chaleur entre un milieu chaude uploads/Geographie/ optimisation-d-x27-un-systeme-d-x27-isolation.pdf