Calcul des ponts thermiques : Le calcul numérique et le calcul avec ponts thermiques

Calcul des ponts thermiques : les aspects généraux, les caractéristiques et le calcul du phénomène

Dans cet article, nous abordons le sujet des ponts thermiques, d’abord on introduit les aspects généraux et ensuite les méthodes de calcul des ponts thermiques.

Ponts thermiques : les aspects généraux

Un pont thermique est une zone où nous avons des inhomogénéités du matériau et / ou des variations de forme dans laquelle nous pouvons vérifier une augmentation de la valeur du flux de chaleur et une variation de la température superficielle interne, avec une augmentation conséquente de la quantité de chaleur dissipée à travers les parois.

En général, nous pouvons distinguer les ponts thermiques en : 

• ponts thermiques de structure (ou de matériau), où la présence d’éléments hétérogènes de conductivité différente augmente le flux de chaleur
• ponts thermiques de forme (ou géométriques), où la présence de variations de forme des matériaux (bords, changements d’épaisseur, etc.) provoque un épaississement des lignes de flux avec une augmentation conséquente du flux de chaleur.

Des exemples typiques de la discontinuité du matériau se produisent dans les structures à ossature en béton armé. Lors de l’utilisation de murs en briques creuses sans expédients, en particulier dans les points de contact entre les deux matériaux différents.

Les discontinuités de type géométrique sont liées à la géométrie et à la forme de l’objet. Typiquement, nous pouvons remarquer des discontinuités géométriques dans les zones suivantes : 

• au niveau des jonctions entre les parois ; 
• entre les parois et le plancher
• entre les parois et les menuiseries ; 
• en correspondance des interruptions de la couche d’isolation thermique.

Les ponts thermiques sont généralement localisés au niveau des jonctions entre les éléments de construction, ou lorsque la composition de la structure du bâtiment se modifie, en produisant les effets suivants : 

• un changement du flux thermique (quantité d’énergie thermique absorbée par unité de temps)
• une modification de la température superficielle interne

Les ponts thermiques se produisent en proximité des poutres, des poteaux, des balcons, des seuils ou même en correspondance des joints de mortier entre les briques, qui représentent des points d’hétérogénéité de la structure.

Effets des ponts thermiques sur le confort de l’habitat

La présence de ponts thermiques dans les bâtiments représente une menace majeure pour un certain nombre de facteurs tels que : 

• le confort de l’habitat
• la salubrité de l’habitat
• l’efficacité énergétique
• la consommation d’énergie
• la qualité de l’habitat.

Nous devons, donc, nécessairement dès la phase de conception, éliminer les ponts thermiques, en faisant les calculs appropriés.

Le calcul des Ponts Thermiques

Les normes techniques NF EN ISO 13789 (coefficient de transfert de chaleur par transmission) et NF EN ISO 13790 (calcul des besoins d’énergie pour le chauffage et le refroidissement des locaux) spécifient la norme pour le calcul des ponts thermiques : 

• calcul numérique (analyse aux éléments finis) conformément à la norme NF EN ISO 10211: 2008

Calcul numérique (selon la méthode aux éléments finis) 

Pour calculer les ponts thermiques, sans limitation, nous avons la nécessité d’utiliser des solveurs MEF (Méthode aux Éléments Finis).

Les logiciels de calcul de pont thermique avec analyse selon la méthode aux éléments finis nous permettent de modéliser des ponts thermiques de n’importe quels types et formes et d’en calculer les résultats (transmittance thermique linéaire, coefficient de couplage thermique, flux de chaleur, etc.) sous forme numérique et graphique.

Le calcul de pont thermique avec analyse selon la méthode aux éléments finis est le seul moyen qui permet d’évaluer les ponts thermiques de tous types et formes. Le calcul numérique est le seul qui nous permet d’analyser une infinité de combinaisons et de solutions que le professionnel aborde.

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