Approches analytiques (statiques)

L’approche analytique du confort thermique est basée sur le calcul du bilan thermique du corps humain, par des modèles physiques et physiologiques essen-tiellement. L’objectif est de prédire la sensation thermique des occupants afin d’identifier les conditions de confort thermique. Pour déterminer les grandeurs physiologiques de l’individu (température cutanée, température interne et

mouil-Page | 48 lure cutanée), des modèles physiologiques du système de thermorégulation ont été développés. Des modèles physiques sont aussi utilisés pour calculer les échanges de chaleur entre l’occupant et son environnement (conduction, convec-tion, rayonnement et évaporation).

Dans les bâtiments, les modèles du confort thermique les plus couramment utilisés sont celui de (Fanger, 1994), le PMV (vote moyen prévisible), et celui de (Gagge, 1997), le SET (température effective standard). Le modèle de Fanger a servi de base pour la norme internationale ISO 7730 qui porte sur les conditions de confort dans les ambiances thermiques modérées, et celui de Gagge pour la norme américaine ASHRAE standard 55 qui lui aussi précise les conditions de confort thermique dans les bâtiments.

La définition du confort thermique dans les bâtiments est importante non seu-lement pour la qualité des ambiances intérieures, mais aussi pour la quantité d’énergie à fournir par les équipements d’ambiance. Or l’énergie utilisée pour chauffer, ventiler ou climatiser les bâtiments représentent la majorité de l’énergie consommée par ce secteur, un secteur qui à lui seul, utilise plus de 40% de la consommation d’énergie finale et est responsable du quart des émissions de CO2, principal gaz à effet de serre.

Avec les préoccupations grandissantes du développement durable, le secteur du bâtiment doit répondre à deux exigences primordiales, maîtriser les impacts sur l’environnement extérieur, tout en assurant des ambiances intérieures saines et confortables. Ainsi, une vision globale du confort thermique qui tient compte de sa pluridisciplinarité est indispensable. En fait, physiologie, physique, psy-chologie et sociologie sont tous des domaines qui interviennent, dans une cer-taine mesure, lors de la définition du confort thermique.

Le confort thermique est souvent défini par la satisfaction exprimée quant à l’ambiance thermique (ISO 7730: 1994). L’homme étant homéotherme¹⁴, il doit assurer en continu son équilibre thermique. Pour cela, il dispose d’un système de thermorégulation qui lui permet de régler les échanges de chaleur avec son

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Homéotherme : dont la température centrale est constante et reste indépendante de celle du mi-lieu extérieur.

Page | 49 ronnement, en exerçant des réactions conscientes (adaptation comportementale) et inconscientes (vasomotricité, frisson et sudation). Avec un bilan thermique global nul, le corps humain assurera son équilibre thermique. La neutralité ther-mique résulte d’un équilibre therther-mique obtenu par peu (ou aucune) de réactions physiologiques (Bruant, 1997). Toutefois, cette neutralité thermique ne corres-pond pas nécessairement au confort thermique. Au delà des facteurs physiques et physiologiques qui régissent la sensation thermique, d’autres facteurs d’ordre psychosociologiques influencent le confort thermique. En effet, la satisfaction perçue, par un occupant dans une ambiance donnée, s’exprime en fonction de l’accord entre les conditions thermiques actuelles dans le bâtiment (satisfaction obtenue) et celles qui correspondent aux attentes de l’occupant (satisfaction anti-cipée) (Brager Gail.S, 1998) et (R.Cantin, 2005).

Une maison intelligente doit donc offrir le moins d'inconfort possible à ses occupants. Les différentes approches du confort peuvent être séparées en deux grandes familles ; confort d'ambiance (confort thermique, qualité de l'air, nui-sances, eau chaude sanitaire), et confort d'usage (mobilier, aménagement, déco-ration, éclairage, tâches ménagères). «Tout le monde rêve d’un logement encore plus confortable. La bonne température dans chaque pièce, un éclairage adapté, un air sain partout, une ambiance agréable selon notre mode de vie. Il existe de nombreuses solutions pour avoir le confort au bout de ses doigts » (http://www.addi.org).

Ainsi par exemple, un enfant qui s’est roulé dans la neige avec ses camarades de jeux entre les joues rouges et haletantes, dans le séjour chauffé de sa maison. Il porte une combinaison molletonnée qu'il va bientôt enlever. Motif ; l'activité intense à l'extérieur nécessite une augmentation de la production calorifique du corps et cette chaleur doit pouvoir s'écouler relativement vite sinon l'on ressent une impression désagréable de trop forte chaleur. La combinaison de ski, rete-nant la chaleur, fait obstacle à ce flux thermique. En plein air, pour des tempéra-tures inférieures à zéro, le maintien de la chaleur à l'intérieur de la combinaison est tout à fait voulu. Mais dans le séjour, à 21°C, la chute de température est beaucoup plus faible, et le transfert de la chaleur se fait lentement au travers de

Page | 50 la matière molletonnée. (Organisation internationale de normalisation .Ambiances thermiques, 1985).

Le confort est une notion relativement subjective. Sa sensation par l’être hu-main fait intervenir plusieurs facteurs physiologiques, biologiques. Le métabo-lisme, habillement, température cutanée, température ambiante, humidité rela-tive, température des parois, la vitesse de l’air et ventilation etc.…. Le corps humain consomme de l’énergie sous forme d’aliments et par une oxydation il s’échauffe. L’excès de chaleur doit être restitué à l’atmosphère pour assurer le maintien de la température égale à 37°C d’où ces réactions d’échanges avec l’air ambiant soient minimisées.

Dans une même ambiance, quelqu’un pourra se sentir à l’aise (sensation de confort) alors que quelqu’un d’autre pourra être gène (sensation d’inconfort). Il y a en effet une part personnelle dans l’appréciation du confort thermique, liée en particulier de chacun, c'est-à-dire à la production de chaleur du corps. Cette production de chaleur dépend des personnes, de leur activité et de leur état de santé (ASHRAE, 1995)

3.1.2. Facteurs ayant une incidence sur le confort thermique.