Confort thermique 01

Notions de confort, stratégies thermiques
et comportement dynamique d’un bâtiment
Nicolas.Tixier@grenoble.archi.fr
Architecte DPLG, Laboratoire Cresson - Ecole d’Architecture de Grenoble
Les illustrations de ce cours sont utilisées uniquement à des fins pédagogiques
Projet de Jourda & Perraudin

Organisation de la séance
1. La notion de confort thermique : un concept pour le moins mouvant
2. De la course du soleil aux stratégies de conception pour l’habitat
3. Comportement dynamique d’un édifice
4. Évolutions de la réglementation française : RT 2000 et cibles HQE (aperçu)
> Bibliographie sélective et liens Internet [cf. document]
Naked House > Shigeru Ban

I. La notion de confort thermique : un concept pour le moins mouvant
1. Nuisance thermique / Confort thermique / Ambiances thermiques
2. Paramètres physiques de base
3. Des paramètres physiologiques au confort thermohygrométrique
Photographie Wim Wenders

• Le confort thermique : une notion en perpétuelle redéfinition
– La notion de confort est principalement défini par sa négative : l’inconfort (seuils)
– La notion de confort est évolutive dans le temps (Cf. du luxe au confort)
– La notion de confort varie selon les géographies et les sociétés
• De la perception à l’action : les usages in situ
– In situ, le corps n’est pas uniquement un récepteur passif de stimuli extérieurs (physiologie)
– In situ, nous sommes toujours « en usage » (micro-sociologie)
– In situ, nous sommes toujours en situation sensible et affective (psychologie)
> L’approche du confort implique au moins trois champs disciplinaires :
– L’architecture
– Les sciences de l’ingénieur
– Les sciences humaines et sociales
> Confort normé (Absence de sensation) / Confort sensible (Excitation des sens)
Cf. les travaux du Cresson et plus particulièrement ceux de Grégoire Chelkoff

• Proposition : théorie des trois conforts
– Confort de commodité [Logique de substitution]
• Capacité technique à assurer un niveau de confort [Adaptation]
• Technicité de l’objet
• Ergonomie de l’habitat
• Exemple : seuils d’acceptabilité, T°C minimum…
– Confort de maîtrise [Logique de réinterprétation]
• Possibilité matérielle de maîtriser et de régler un niveau de confort [Appropriation]
• Pratique de l’usager
• Style de vie
• Exemple : système de régulation et d’arrêt du chauffage…
– Confort de réserve [Logique d’échappement]
• Potentialité réelle ou imaginaire d’échapper à un niveau de confort
• Relation entre l’objet et le sujet [Incarnation]
• Sentiment de chez-soi
• Exemple : relation physique, corporelle avec un objet froid ou chauffant. T°C différentiées…
Cf. les travaux du Cresson et plus particulièrement ceux de Pascal Amphoux

• Déclinaisons possibles
… et complémentaires
Aborder l’espace habité en terme :
– de nuisance (logique de la gène)
– de fonction (logique d’opérationnalité)
– de confort (logique de la norme)
– de paysage (logique de l’esthétique)
– d’ambiance (logique de l’usage et
de la sensation)
Science et vie - Numéro spécial « l’habitation » - Mars 1951

• La chaleur : trois modes de transfert
– La conduction
– Le rayonnement
– La convection
– Les mouvements thermiques se font du chaud vers le froid
> 3 modes de transferts de chaleur > 3 sensations différentes qui ne se moyennent pas forcément !

Schémas in « L’isolation écologique » de JP Oliva, Éd. Terre Vivante

• Importance de la température des parois
Expérience réalisée au Massachussetts Institut of Technology Source : www.promodul.org

• Le diagramme de l’air humide
L’humidité relative de l’air est le rapport (en pourcentage) entre la quantité d’eau contenue dans l’air à la température ambiante et la quantité maximale qu’il peut contenir dans les mêmes
conditions de température et de pression

• Le métabolisme humain
– Le corps humain échange de la chaleur avec son environnement selon 6 modes de transferts.
Cf. les travaux sur le confort (Fanger, Givoni, Lavigne, etc.)
• On a un métabolisme énergétique M
– Métabolisme de base (environ 75 W)
– Métabolisme de repos (environ 105 W)
– Métabolisme de travail (jusqu’à 700 W)
• Principe des travaux sur le confort :
– Equilibre des pertes thermiques M = c + R + C + Hp + Hi + e
L’équation dépend de :
– M (l’activité et la santé de la personne)
– De la T°C des corps touchés (c)
– Des T°C des corps qui entourent la personne (R)
– De la T°C de l’air ambiant (C)
– De la pression partielle de vapeur d’eau (e)
– De la vitesse de l’air (e)
– De la résistance thermique des vêtements (réduit les échanges)
– De la perméabilité des vêtements à la vapeur d’eau
> Nécessité de simplifier !

• La température résultante
Une personne dans une pièce est en échange avec :
– La T°C de l’air
– Des échanges avec les parois. Qui dépendent :
• T°C des parois
• De l’angle solide que l’on fait avec chacune d’elle
Le calcul de l’incidence des T°C de parois réintroduit la place du corps dans l’espace.
Température radiante = ∑( des T°C de parois x angle solide fait avec chacune d’elle ) / 4 π
Quand les écarts entre les T°C de parois et d’air ne sont pas trop grands…
on peut établir une T°C résultante
T°C résultante = ( T°C radiante + T°C air ) / 2
In fine, il reste pour évaluer le confort thermohygrométrique : T° résultante, PH2O et V.

• Le graphe du confort : outil simplifié de prédiction

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