Caractérisation thermo physique des matériaux locaux de bâtiments et modélisation énergétique d’un bâtiment à basse consommation d’énergie dans un climat tropical africain

Abstract

Ce travail vise à apporter une contribution à la conception des bâtiments à faible consommation d’énergie dans un climat tropical africain. Pour ce faire, la mise au point et la caractérisation thermo physique de quelques matériaux locaux d’enveloppe de bâtiment obtenus à partir de la latérite et/ou de la pouzzolane est faite. Ces matériaux, un isolant conventionnel, le béton et/ou le parpaing de sable ont constitué l’enveloppe d’un local dont une modélisation énergétique a été faite sous Simulink. Des simulations ont permis d’étudier l’influence de la distribution des différentes couches du mur extérieur sur sa performance thermique et l’impact des ombres portées des objets environnants du bâtiment sur sa consommation énergétique. La méthode du plan chaud asymétrique a permis de déterminer la conductivité thermique en fonction de la teneur en eau : (1) des briques de latérite incorporant 15, 30 et 45% de pouzzolane, (2) du parpaing de pouzzolane et (3) du parpaing de sable. Les résultats ont montré que la variation du taux de pouzzolane de taille de grains comprise entre 2 et 2,5 mm n’influence pas significativement les propriétés thermo physiques des briques de terre. Les résultats ont aussi montré que la conductivité thermique du parpaing de pouzzolane anhydre est environ 1,6 fois plus faible que celle du parpaing de sable sec. Les méthodes du plan chaud symétrique et du ruban chaud symétrique ont permis de monter que la conductivité thermique des blocs de latérite secs incorporant de la pouzzolane peut être réduite d’environ 17% lorsque la fraction granulaire de la pouzzolane passe de 0/2,5mm à 5/10mm. Les résultats des simulations numériques ont montré que la configuration optimale des différentes couches du mur extérieur dépend du mode de fonctionnement du système de climatisation (climatisation en continue ou de façon intermittente). Les résultats ont également montré que pour un mur extérieur constitué d’une couche de parpaings de 20 cm d’épaisseur et d’une couche de polystyrène comme isolant, une augmentation du taux de rayonnement solaire obstrué induit une décroissance significative de l’épaisseur optimale de l’isolant.