{"id":5076,"date":"2017-05-04T10:45:24","date_gmt":"2017-05-04T14:45:24","guid":{"rendered":"http:\/\/juliendavid.ca\/?p=5076\/"},"modified":"2017-05-04T10:52:15","modified_gmt":"2017-05-04T14:52:15","slug":"reguler-la-temperature-des-batiments-avec-des-materiaux-a-changements-de-phase","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/juliendavid.ca\/en\/reguler-la-temperature-des-batiments-avec-des-materiaux-a-changements-de-phase\/","title":{"rendered":"R\u00c9GULER LA TEMP\u00c9RATURE DES B\u00c2TIMENTS AVEC DES MAT\u00c9RIAUX \u00c0 CHANGEMENTS DE PHASE"},"content":{"rendered":"

Lorsqu\u2019un mat\u00e9riau change d’\u00e9tat physique, il absorbe ou lib\u00e8re de l\u2019\u00e9nergie. Les mat\u00e9riaux avec la propri\u00e9t\u00e9 de changer de phase proche de la temp\u00e9rature ambiante peuvent aider \u00e0 r\u00e9guler la temp\u00e9rature des b\u00e2timents.<\/h2>\n

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Cet article, \u00e9crit par Mike Reynolds de Ecohome \u2500\u00a0notre partenaire anglophone, et co-\u00e9crit par Damien Mathis,\u00a0\u00e9tudiant au doctorat \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 Laval au CIRCERB,<\/em>\u00a0a \u00e9t\u00e9 inspir\u00e9 par un podcast qu\u2019il a entendu sur Positive Energy,<\/a> (radio absolument recommand\u00e9e si vous \u00eates fan de science du b\u00e2timent). Ce podcast\u00a0traitait des mat\u00e9riaux \u00e0 changement de phase dans les b\u00e2timents (MCP) et sur la fa\u00e7on dont ils peuvent y \u00eatre int\u00e9gr\u00e9s pour am\u00e9liorer l\u2019efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique en exploitant une r\u00e9alit\u00e9 physique naturelle: l’\u00e9nergie latente.<\/em><\/p>\n

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Cloison int\u00e9rieure \u00e0 changement de phase\u00a0\u00a9 Thermal Core<\/div>\n
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Il y a de cela quelques ann\u00e9es, sortait sur le march\u00e9 un nouveau panneau de gypse \u00e0 changement de phase qui semblait prometteur: le\u00a0Thermal Core<\/a>.\u00a0Mais il n\u2019a pas fait fureur sur les march\u00e9s. Pourtant, le concept est int\u00e9ressant. D\u00e9couvrons pourquoi…<\/p>\n

Le Thermal Core est une cloison s\u00e8che qui contient des capsules acryliques microscopiques<\/strong> d\u2019une substance appel\u00e9e Micronal, une cire de paraffine<\/strong> qui fond \u00e0 une temp\u00e9rature de 23\u00b0C (changement de la phase solide vers la phase liquide). Lors de ce changement d’\u00e9tat physique, les billes absorbent l\u2019\u00e9nergie contenue dans l\u2019air (la chaleur).<\/p>\n

En th\u00e9orie, c’est donc un mat\u00e9riau tr\u00e8s int\u00e9ressant \u00e0 avoir dans un b\u00e2timent<\/strong> car la chaleur disponible au-del\u00e0 de 23\u00b0C sera stock\u00e9e dans le panneau, qui agit d\u00e8s lors comme une masse thermique. Il y a malheureusement tr\u00e8s peu d\u2019informations sur le produit et il est difficile d\u2019estimer sa performance ou sa rentabilit\u00e9. Ce mat\u00e9riau a donn\u00e9 lieu \u00e0 des \u00e9tudes scientifiques mais n\u2019a pas su conqu\u00e9rir les march\u00e9s. Une piste pour expliquer cela est que son int\u00e9gration n\u2019est pas si ais\u00e9e. Pourquoi?<\/p>\n

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Le proc\u00e9d\u00e9 physique en bref: \u00e9tonnant!<\/h2>\n

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Lorsque le panneau atteint la temp\u00e9rature de 23\u00b0C, les perles Micronal, passent de la phase solide \u00e0 liquide: c\u2019est la fusion. Ce processus absorbe de la chaleur contenue dans l\u2019air de la maison, emp\u00eachant la temp\u00e9rature de monter. Pas de risque que \u00e7a coule hors du panneau, les perles Micronal sont constitu\u00e9es de paraffine microencapsul\u00e9e pour endiguer tout ph\u00e9nom\u00e8ne de fuite. Beaucoup de chaleur peut \u00eatre stock\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 ce processus, et le mur ne devient pas plus chaud au toucher: l\u2019\u00e9nergie est stock\u00e9e sous forme de… liaisons mol\u00e9culaires<\/strong>.<\/p>\n

Et, rassurez-vous, le mur ne devient pas plus chaud au toucher ; l\u2019\u00e9nergie est emmagasin\u00e9e sous forme latente dans le mat\u00e9riau \u00e0 changement de phase. Ceci devrait donc aider \u00e0 \u00e9quilibrer la temp\u00e9rature ambiante<\/strong>, ou du moins r\u00e9duire, sinon \u00e9liminer, les besoins de climatisation, sans n\u00e9cessit\u00e9 d\u2019apport \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p>\n

Comprendre les changements de phase (c’est pas si compliqu\u00e9)<\/strong><\/h2>\n

La chaleur est une mesure de l’activit\u00e9 interne des mol\u00e9cules. Au-dessus du z\u00e9ro absolu ( \u2013 273,15\u00a0\u00b0\u00a0C\u00a0) toutes les mol\u00e9cules se d\u00e9placent, vibrent\u00a0et oscillent. Ce que nous appelons \u00ab\u00a0temp\u00e9rature\u00a0\u00bb est une mesure de ces mouvements. Plus la temp\u00e9rature augmente, plus les mol\u00e9cules ont tendance \u00e0 se d\u00e9placer.<\/p>\n

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Les MCP peuvent garder les maisons plus confortables en r\u00e9duisant les \u00e9carts entre les hautes et basses temp\u00e9ratures sur cycle quotidien \u00a9 Mindset Online<\/p>\n

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Un mat\u00e9riau est caract\u00e9ris\u00e9 comme \u00ab\u00a0mat\u00e9riau \u00e0 changement de phase\u00a0\u00bb lorsqu\u2019une de ses transitions de phase permet destocker beaucoup d\u2019\u00e9nergie<\/strong>. Dans le domaine du batiment, cette transition est le plus souvent solide\/liquide. La fusion est un processus qui stocke de l\u2019\u00e9nergie: pour fondre, un mat\u00e9riau doit voir certaines de ses liaisons mol\u00e9culaires bris\u00e9es\u00a0et cela n\u00e9cessite un apport d\u2019\u00e9nergie. Au contraire, lors de la solidification, le mat\u00e9riau rel\u00e2che un surplus d\u2019\u00e9nergie, ce qui fait que ses mol\u00e9cules se d\u00e9placent moins et peuvent ainsi recr\u00e9er des liaisons. Durant le changement de phase, la temp\u00e9rature reste constante.<\/p>\n

La fusion absorbe de l\u2019\u00e9nergie, donc refroidit l\u2019air ambiant. Au contraire, la solidification restitue cette \u00e9nergie.<\/strong> Le principe des mat\u00e9riaux de construction \u00e0 changement de phase est de tirer profit de ce processus.<\/p>\n

En \u00e9t\u00e9, le mat\u00e9riau \u00e0 changement de phase pourra, durant la journ\u00e9e, absorber un exc\u00e8s d\u2019\u00e9nergie dans votre maison et ainsi \u00e9viter la surchauffe<\/strong>. Une premi\u00e8re application est donc de r\u00e9duire voire d\u2019\u00e9liminer le besoin en climatisation<\/strong>. L\u2019important est que le mat\u00e9riau se solidifie\u00a0pendant la nuit afin qu\u2019il puisse recommencer un cycle le lendemain. Pour ce faire, suivant le climat, et la saison, il peut \u00eatre n\u00e9cessaire de ventiler le b\u00e2timent<\/strong>. Ce n\u2019est pas toujours une solution fonctionnelle, comme dans le cas de tours \u00e0 bureaux o\u00f9 il est impossible d\u2019ouvrir les fen\u00eatres, o\u00f9 lors de canicules…<\/p>\n

Dans ce cas, le changement de phase apporte au moins la possibilit\u00e9 de reporter les besoins de refroidissement \u00e0 des heures creuses<\/strong>. Int\u00e9ressant, non? En d\u00e9pla\u00e7ant la charge de refroidissement hors des p\u00e9riodes de pointe, vous supprimez une grande partie du fardeau lors des p\u00e9riodes de haute demande<\/strong>. Dans les provinces o\u00f9 les besoins fluctuent \u00e9norm\u00e9ment, vous pouvez ainsi r\u00e9duire consid\u00e9rablement les co\u00fbts en d\u00e9pla\u00e7ant les besoins de climatisation la nuit.<\/p>\n

Au contraire dans les saisons froides, le mat\u00e9riau pourrait r\u00e9duire votre facture de chauffage<\/strong>… Si, si! Durant la journ\u00e9e, il stockera de l\u2019\u00e9nergie qui sera rel\u00e2ch\u00e9e progressivement durant la nuit: l\u2019appoint en chauffage est limit\u00e9.<\/p>\n

En bref, les mat\u00e9riaux \u00e0 changement de phase am\u00e9liorent le confort thermique<\/strong> puisqu\u2019ils r\u00e9duisent les fluctuations de temp\u00e9rature au sein d\u2019un b\u00e2timent et permettent d\u2019avoir des murs dont la temp\u00e9rature reste proche de la temp\u00e9rature de confort.<\/p>\n

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\u00c0 quand l’adoption des MCP sur le march\u00e9?<\/h2>\n

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Le succ\u00e8s de l\u2019efficacit\u00e9 d\u2019un mat\u00e9riau \u00e0 changement de phase r\u00e9side dans sa bonne int\u00e9gration. Beaucoup de param\u00e8tres sont \u00e0 consid\u00e9rer<\/strong>: le climat, l\u2019architecture du b\u00e2timent, la temp\u00e9rature de changement de phase, la quantit\u00e9, la strat\u00e9gie de ventilation\u2026 et le co\u00fbt bien s\u00fbr!<\/p>\n

De fait, il y a peu de technologies de ce type disponibles sur le march\u00e9 \u00e0 l\u2019heure actuelle. Dans le climat qu\u00e9b\u00e9cois, les essais sont quasi-inexistants. Le CIRCERB (Chaire industrielle de recherche sur la construction \u00e9coresponsable en bois) de l’Universit\u00e9 Laval<\/strong>, s’illustre en la mati\u00e8re, en partenariat avec FPInnovations<\/strong>, un grand\u00a0centre\u00a0de recherche scientifique sp\u00e9cialis\u00e9 dans la cr\u00e9ation de solutions \u00e0 vocation scientifique soutenant la comp\u00e9titivit\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9chelle mondiale du secteur forestier canadien. Damien Mathis, qui est \u00e9tudiant au doctorat au CIRCERB, est pr\u00e9sentement en train de travailler sur ce sujet.\u00a0Il a r\u00e9cemment formul\u00e9 des panneaux int\u00e9rieurs en bois qui contiennent des mat\u00e9riaux \u00e0 changement de phase biosourc\u00e9s<\/strong>. D’origine v\u00e9g\u00e9tale, vous avez bien compris!\u00a0En effet, de nouveaux mat\u00e9riaux \u00e0 base d\u2019acides gras et de d\u00e9riv\u00e9s, issus de v\u00e9g\u00e9taux, permettent un stockage important de chaleur pour des temp\u00e9ratures de changement de phase adapt\u00e9es. Damien Mathis\u00a0r\u00e9alise pr\u00e9sentement des essais pour \u00e9tudier l\u2019efficacit\u00e9 de tels mat\u00e9riaux en climat qu\u00e9b\u00e9cois.<\/p>\n

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Composition des\u00a0panneaux int\u00e9rieurs en bois qui contiennent des mat\u00e9riaux \u00e0 changement de phase biosourc\u00e9s con\u00e7us par Damien Mathis.\u00a0\u00a9 Damien Mathis<\/small><\/em><\/div>\n
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L\u2019id\u00e9e m\u00eame de garder un b\u00e2timent \u00e0 temp\u00e9rature ambiante<\/strong> quasi-constante, peu importe la saison, est en quelque sorte une bataille acharn\u00e9e contre les lois de la physique<\/strong>. On ne peut changer ou briser ces lois, mais nous pouvons toujours tenter de les utiliser \u00e0 notre avantage!<\/strong><\/p>\n<\/div>\n

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Ref. :\u00a0Mike Reynolds Ecohome, traduction Lydia Paradis Bolduc, en collaboration sp\u00e9ciale de Damien Mathis, PhD Sciences du Bois, ULaval – EcoHabitation<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Lorsqu\u2019un mat\u00e9riau change d’\u00e9tat physique, il absorbe ou lib\u00e8re de l\u2019\u00e9nergie. Les mat\u00e9riaux avec la propri\u00e9t\u00e9 de changer de phase proche de la temp\u00e9rature ambiante peuvent aider \u00e0 r\u00e9guler la temp\u00e9rature des b\u00e2timents. Cet article, \u00e9crit par Mike Reynolds de Ecohome \u2500\u00a0notre partenaire anglophone, et co-\u00e9crit par Damien Mathis,\u00a0\u00e9tudiant au doctorat \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 Laval au CIRCERB,\u00a0a \u00e9t\u00e9 inspir\u00e9 par…<\/p>\n

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