1. La notion d’ambiance :
2.1. Le confort thermique :
2.1.2. Paramètres du confort thermique :
Suite aux variations climatiques extérieures, le corps humain doit maintenir sa température interne stable, autour de 37°C.
L’état de confort est assuré par l’équilibre entre la production de chaleur, celle de la thermogénèse et la perte de chaleur quand il s’agit de la thermolyse.
Par ailleurs, le confort thermique est influencé par des paramètres relatifs à :
- L’ambiance intérieure : 6 paramètres environnementaux relatifs à l’homme interviennent : Le métabolisme : C'est la production de chaleur interne au corps humain permettant de maintenir celui-ci autour de 36,7°.Un métabolisme de travail correspondant à une activité particulière s’ajoute au métabolisme de base du corps au repos.
Le niveau d'activité se mesure en "met", les valeurs caractéristiques de l'activité métabolique des individus sont fournies dans le tableau suivant :
Activité Production de chaleur
MET W/m²
Repos 0.8 46
Assis inactif 1 58
Debout, décontracté 1.2 70
Assis en activité travaux de bureau 1.2 70
Activité légère debout 1.6 93
Activité moyenne debout 2 116
Activité importante, travaux lourds 3 174
Tableau 7: Production de chaleur en fonction de l’activité
Source : Guide technique de la diffusion d’air, 2006. Facteurs de sensation thermique
Ce sont les composantes physiques du milieu, qu’elles soient stables : façades thermiques, végétations, mobilier, etc. ou variables dans le temps (éléments du climat).
Physique
Qui représentent la faculté de l’individu à accepter en s’y adaptant ou à rejeter une situation en affichant des réflexes de régulation : sudation, frissons, etc.
Physiologique
Caractérisés par la façon dont on aperçoit et on évalue psychiquement son milieu et la situation dans laquelle on se trouve. Psychologique
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Figure 38: Production de chaleur en fonction de l’activité.
Source : Guide technique de la diffusion d’air, 2006.
L'habillement : Il représente une résistance thermique aux échanges de chaleur entre la surface de la peau et l'environnement.
"A des températures de l’air inferieures à 35°C, l’effet est toujours de réduire la perte de chaleur « sèche» du corps et ainsi de produire un effet d’échauffement. A des températures de l’air supérieures à 35°C, les effets des vêtements sont plus complexes. D’un côté ils réduisent le gain de chaleur « sèche» en provenance de l’ambiance mais d’un autre côté, ils augmentent l’humidité et réduisent la vitesse de l’air en contact avec la peau, ce qui se traduit par une
diminution du refroidissement résultant de l’évaporation de la sueur "169
. Donc ‘est une deuxième barrière après la peau, son effet est lié aux :
Paramètres internes (liés aux vêtements) : la couleur et la perméabilité à l’air des vêtements. Paramètres externes : l’humidité, vitesse de l’air, métabolisme
L’unité de la résistance thermique est le "clo", en terme physique le clo est équivalent à 0,18°C.h.m²/kcal.
Habillement Isolement thermique
clo m2 K/W
Aucun 0 0
Shorts 0.1 0.015
Habits légers d’été 0.5 0.08
Habits léger de travail 0.7 0.11
Habits d’intérieur pour hiver 1 0.155
Tableau 8: Isolement thermique dû aux vêtements.
Source : Guide technique de la diffusion d’air, 2006
La température ambiante de l'air Ta : C’est le premier paramètre à contrôler, il ne peut donner une idée précise du confort prévalant dans une ambiance quelconque.
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Son évaluation doit être couplée à d’autres paramètres tels que la vitesse de l’air et l’humidité. La sensation de chaleur est liée à l’augmentation de la température ambiante. Lors de l'élévation du taux d’humidité et de la diminution de la vitesse de l’air la température et l’humidité de la peau augmente. Dans le cas contraire, la peau reste sèche.
La mesure de la température de l’air (Ta) se fait à l’aide d’un thermomètre au bulbe protégé
du rayonnement solaire et du rayonnement des parois du local170. L’intervalle du confort va
généralement de 18° à 25°C.
La température des parois Tp : Elle donne une idée sur l’inertie thermique d’une paroi. Une différence de 4°C entre celle-ci et l’air ambiant.
Elle se fait à l’aide d’une sonde de contact ou sonde à rayonnement infrarouge. Pour l’architecte, il suffit de choisir des matériaux de construction et de les agencer de façon à obtenir une paroi présentant un coefficient de conductibilité thermique valable (égale ou inférieure à 1,2) et à toujours veiller à ce que la différence de température entre la paroi et
l’air ambiant ne dépasse pas les cinq degrés Celsius171
.
La température du confort ressentie Trs est dite encore température opérative ou température
résultante sèche : Trs= (Ta+Tp)/2172.
L'humidité relative de l'air (HR) (hygrométrie) : C’est le rapport exprimé en pourcentage entre la quantité d'eau contenue dans l'air à la température Ta et la quantité maximale d'eau contenue à la même température.
L’humidité conditionne l’effet d’évaporation dans l’air, qui a un impact sur le refroidissement de la sueur. Cet état est relatif à la différence de la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air et celle de la peau.
L’intervalle de confort, bien que dépendant d’autres paramètres dont la température et la vitesse de l’air, peut aller de 20 à 80%, au-dessous de 20% l’air devient trop sec au point de provoquer des irritations aux lèvres et aux yeux. Au-dessus de 80%, l’air devient trop humide173.
La vitesse de l'air : Elle détermine les échanges de chaleur par convection et augmente l’évaporation à la surface de la peau. Elle influence le confort dès qu’elle est supérieure à 0,2m/s.
170 Cabirol, T, Faure, D, Roux Daniel. (1982). Chauffage de l’habitat et énergie solaire, tome1: Confort
thermique et techniques de chauffage, Ed Edisud, p60.
171 Noha, S. (2010). La notion de confort thermique : entre modernisme et contemporain, cours en ligne,
Grenoble : ENSA, publication ENSAG, Cours, p60, disponible sur : htpp://www.grenoble.archi.fr.
172
Liebard, A, De Herde André. Op cit., p 28.
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C’est en effet à partir de cette vitesse qu’un courant d’air peut être ressenti par un individu de taille moyenne. Les courants d’air peuvent agir positivement sur le confort dans une ambiance
chaude et humide174.
Figure 39: Polygone du confort.
Source : Thierry CABIROL. Op.cit., p62. Traité par l’auteur.
Les mécanismes d’autorégulation du corps humain laissent apparaître une zone où la variation de confort thermique est faible : c’est la plage de confort thermique.
- L’ambiance extérieure : d’autres paramètres sont à prendre en considération additionnés à ceux cités précédemment.
Les apports solaires : directs, indirects et diffus. La température de la voûte céleste.
Les phénomènes naturels : la pluie, le vent, la grêle, la neige, etc.
L’appréciation du confort thermique dans les espaces extérieurs est particulièrement liée aux rayonnements solaires reçus par les individus. Le vent peut paraitre comme élément gênant dans l’espace public. Par contre, en période chaude, il favorise l’évacuation de la chaleur. En effet, les transferts de chaleur sont très complexes, et cela est dû à plusieurs facteurs liés à l’environnement construit comme les matériaux, les couleurs et la végétation.
Le confort extérieur est un phénomène d’étude spécifique lié directement à l’effet d’ilot de chaleur urbain avec une augmentation de la température extérieure. Une étude portée sur le confort thermique extérieur d’une zone urbaine située à Bologne sur des blocs urbains organisés autour des cours intérieures a été faite. En effet, des simulations ont été comparées (avant et après la rénovation) afin de comprendre les variables pouvant influencer le
microclimat175.
174 Ibid, p30. 175
Jacopo, G, Kristian, F. (2017). Une étude sur l'utilisation de la carte de microclimat extérieur pour aborder les solutions de conception pour la régénération urbaine, journal Energy Procedia 111 - 502.
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