Résultats numériques

A. Effet du modèle

 Modèle de transfert de chaleur (HT)

Le chauffage annuel, le refroidissement et les consommations d'énergie annuelles sont indiqués au tableau 4.3 Les résultats sont ensuite comparés au cas de la technique de construction classique largement utilisée en Algérie pour les villes de Constantine et d'Alger.

Tableau 4.3. Consommation annuelle d'énergie de chauffage et de refroidissement (kWh) pour la pièce étudiée en utilisant des mélanges de béton de liège ou un cas de construction classique.

Ville Composition de la paroi Consommation d’énergie pour le chauffage Consommation d’énergie pour le refroidissement Consommation d’énergie annuelle Constantine L75-L50 2748 544 3292 Constantine Classique 4394 859 5253 Alger L75-L50 1424 524 1948 Alger Classique 2353 831 3184

Pour le cas de la construction classique, le béton de liège est remplacé par la même épaisseur de briques creuses (conductivité thermique 0,5 W /m °K et masse volumique 1900

kg/ m3), pour le plafond, on utilise l’hourdi (conductivité thermique 1,33 W /m °K et masse

volumique 1300 kg / m3) avec mêmes épaisseurs. Pour le plancher, le composite L50 est

remplacé par du béton normal. On peut voir que l'utilisation du béton de liège L75-L50 réduit la consommation d'énergie totale d'environ 38% pour les deux villes, ceci est dû à la faible conductivité thermique des agrégats de béton de liège, inférieure à la brique creuse et hourdi.

130

De plus, en comparant la consommation d'énergie d'Alger à celle de Constantine, la consommation annuelle passe de 3292 kWh à 1948 kWh pour la pièce construite avec le béton du liège. En effet, la proximité méditerranéenne aide à modérer les températures de la ville dans les étés secs et les hivers humides plus qu'à Constantine.

 Modèle de transfert de chaleur et d'humidité (HAM)

Ici, le modèle de transfert de chaleur et d'humidité est présenté pour Constantine et Alger. L'enveloppe en béton de liège est seulement considérée. Les propriétés hygrothermiques de l'enduit de ciment sont présentées dans le tableau 4.2. Il a une bonne valeur tampon hydrique proche du composite L75.

Figure 4.13. Consommation d'énergie de chauffage pendant une semaine de décembre.

Le tableau 4.4 montre la consommation d'énergie de chauffage et de refroidissement dans la pièce en tenant compte du transfert de chaleur et d'humidité dans l'enveloppe de la pièce pour les villes de Constantine et d'Alger. Par rapport au modèle de transfert de chaleur thermique (HT), la prise en compte du transfert d'humidité conduit à une légère augmentation de la consommation d'énergie de chauffage pour les deux villes (1,1% pour Constantine et 1,8% pour Alger). Ceci est principalement dû à deux raisons : la dépendance de la conductivité thermique de l'humidité relative pour le cas de transfert d'humidité et la désorption d'humidité pendant la nuit qui refroidit la température de surface interne et augmente la puissance de chauffage comme indiqué dans la figure 4.13. Pour les mêmes raisons, la consommation d'énergie de refroidissement est légèrement inférieure en été (3% à Alger et 4% à Constantine) car les parois sont sèches (conductivité thermique inférieure) et l'effet de désorption tend à diminuer la température ambiante la nuit et le matin. Cependant, la consommation d'énergie de chauffage étant supérieure à l'énergie de refroidissement, la consommation totale d'énergie entraîne une légère croissance pour les deux villes (0,3% pour Constantine et 0,5% pour Alger).

Jour 1 Jour 2 Jour 3 Jour 4 Jour 5 Temps (Jour)

131

Tableau 4.4. Consommation annuelle d'énergie de chauffage et de refroidissement (kWh) pour la pièce étudiée en tenant compte du transfert de chaleur et d'humidité.

Ville Consommation de l’énergie pour le chauffage (kWh) Consommation de l’énergie pour le refroidissement (kWh) Consommation de l’énergie annuelle (kWh) Constantine 2778 523 3301 Alger 1450 508 1958

Figure 4.14. L'humidité relative intérieure pendant la dernière semaine d'avril pour le modèle de transfert de chaleur et d'humidité (HAM) et seulement le transfert de chaleur (HT) pour la ville d'Alger.

La figure 4.14 montre l'humidité relative intérieure pour le modèle de transfert de chaleur et d'humidité couplé et seulement le modèle de transfert de chaleur pour la dernière semaine d'avril pour la ville d'Alger. On peut voir que la prise en compte du transfert d'humidité amortit la variation de l'humidité relative. En négligeant le transfert d'humidité (cas de peinture interne imperméable à l'humidité) ; les variations d'humidité relative intérieure sont proches de celles de l'humidité relative extérieure (entre 25 et 90%) alors qu'avec le modèle HAM, l'humidité relative intérieure varie entre 50 et 65%. Cette variation dépend non seulement de la valeur tampon-hydrique du béton de liège, mais surtout de celle de la surface interne du l’enduit en ciment et ses propriétés hydriques (son facteur de résistance à la vapeur est de 19).

Humidité relative (%)

Jour 1 Jour 2 Jour 3 Jour 4 Jour 5 Jour 6 Temps (Jour)

132

Figure 4.15. Distribution de la fréquence de l'humidité relative horaire intérieure pour les villes de Constantine et d'Alger (a) et sa fonction de distribution cumulative (b).

La figure 4.15 (a) montre la fréquence d'occurrence annuelle de l'humidité relative horaire intérieure pendant la période d'occupation pour les villes de Constantine et d'Alger. Pour Constantine, l'humidité relative varie entre 30 et 70% avec un pic à 50% alors que pour Alger elle varie entre 40 et 85% avec un pic à 65%. La figure 15 (b) montre la fonction de distribution cumulative de l'humidité relative horaire intérieure pour les deux villes. A Constantine, l'humidité relative intérieure est inférieure à 70% pour 99,8% du temps alors qu'elle est inférieure à 70% pour Alger dans 80,8% du temps et inférieure à 80% pour 99,8% du temps. L'humidité relative élevée de l'espace à Alger est due au temps humide qui caractérise Alger en été, suggérant que l'air d'alimentation doit être déshumidifié ou que le taux de ventilation doit être augmenté. Dans la section suivante, nous étudions l'effet du taux de ventilation et de l'épaisseur interne du plâtre ainsi que l'effet du remplacement du plâtre intérieur par des panneaux de gypse.