FR3077132A1

FR3077132A1 - Procede et dispositif de determination du coefficient de transmission thermique d'une paroi

Info

Publication number: FR3077132A1
Application number: FR1850515A
Authority: FR
Inventors: Florent ALZETTO
Original assignee: Saint Gobain Isover SA France
Current assignee: Saint Gobain Isover SA France
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2019-07-26
Anticipated expiration: 2038-01-23
Also published as: FR3077132B1

Abstract

Ce procédé, qui vise à déterminer le coefficient de transmission thermique U d'une paroi de séparation entre un premier milieu et un deuxième milieu, comprend des étapes dans lesquelles : - sur au moins deux périodes de temps Dk successives correspondant à des puissances Pk distinctes de chauffe appliquées dans le premier milieu, on procède à une campagne de mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu Tsurf in k et de la température de l'air dans le premier milieu Tair in k à intervalles de temps rapprochés, ainsi qu'à la détermination de la température de l'air dans le deuxième milieu Tair out k à intervalles de temps rapprochés ; - on détermine la valeur de la grandeur U/hin, où hin est le coefficient d'échange convectif de l'air dans le premier milieu au voisinage de la paroi, par ajustement entre, d'une part, un modèle thermique exprimant la variation temporelle de la température de l'air dans le premier milieu en fonction de la température de surface de la paroi dans le premier milieu et de la température de l'air dans le deuxième milieu, et d'autre part, l'évolution mesurée de la température de l'air dans le premier milieu Tair in k ou de la température de surface de la paroi dans le premier milieu Tsurf in k en fonction du temps.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DETERMINATION

DU COEFFICIENT DE TRANSMISSION THERMIQUE D’UNE PAROI

La présente invention a trait à un procédé et un dispositif pour déterminer le coefficient de transmission thermique d’une paroi de séparation entre un premier milieu et un deuxième milieu.

L’invention peut être appliquée pour déterminer le coefficient de transmission thermique de tout type de paroi de séparation entre deux milieux, notamment une paroi d’un bâtiment, une paroi d’un véhicule, une paroi d’un four, une paroi d’un réfrigérateur, une paroi d’une cuve.

En particulier, l’invention peut être appliquée pour déterminer le coefficient de transmission thermique d’un élément de construction appartenant à l’enveloppe d’un local, tel qu’un mur, un sol, un toit, une fenêtre, une porte, etc., l’élément de construction étant alors une paroi de séparation entre l’intérieur et l’extérieur du local.

On entend ici par local tout espace d’habitat ou de stockage. En particulier, il peut s’agir d’un espace d’habitat ou de stockage fixe, tel qu’une maison individuelle ou un bâtiment, notamment à usage d’habitation ou tertiaire, ou une partie d’un tel bâtiment, par exemple un appartement dans un immeuble à plusieurs étages, ou encore tel qu’une machine, notamment dans le domaine de l’électroménager, un four, un réfrigérateur, etc. Il peut également s’agir d’un espace d’habitat ou de stockage transportable, tel qu’un wagon de train, un habitacle de voiture, une cabine de camion ou un espace de stockage dans un camion, une cabine de navire ou un espace de stockage dans un navire, une cabine d’avion ou un espace de stockage dans un avion.

De manière connue, le coefficient de transmission thermique d’une paroi, noté U, est défini comme le quotient du flux thermique par unité de surface, en régime stationnaire, par la différence de température entre les milieux situés de part et d’autre de la paroi. Ce coefficient caractérise l’aptitude de la paroi à laisser passer un flux de chaleur. Le coefficient de transmission thermique U est donné par la relation :

(Τι ~ T₂) où q est la densité de flux thermique à travers la paroi, T\ est la température dans le milieu situé d’un premier côté de la paroi, T₂ est la température dans le milieu situé du deuxième côté de la paroi.

La détermination du coefficient de transmission thermique U des éléments de construction constitutifs de l’enveloppe d’un local est utile, notamment, pour effectuer un diagnostic de l'isolation thermique du local, qu’il s’agisse d’un local neuf ou ancien. En particulier, lorsqu'on envisage une réhabilitation du local, elle permet de cibler les mesures qu'il convient de prendre pour améliorer la performance thermique.

Il est connu de déterminer le coefficient de transmission thermique U d’un élément de construction appartenant à l’enveloppe d’un local selon une méthode quasi-statique définie par la norme ISO 9869-1:2014, dite méthode du fluxmètre. Cette méthode met en jeu des mesures in situ, d’une part, du flux thermique à travers l’élément de construction à l’aide d’au moins un fluxmètre monté sur une face de l’élément adjacente à la température la plus stable et, d’autre part, de la température à l’intérieur du local et de la température à l’extérieur du local au voisinage du fluxmètre. Les mesures de flux thermique et de températures sont réalisées pendant une période de temps pouvant aller de trois jours minimum à plusieurs semaines, la durée de mesure dépendant, notamment, de la nature de l’élément de construction, des fluctuations des températures intérieure et extérieure, de la méthode utilisée pour l’analyse des données. Un inconvénient majeur de cette méthode est sa durée de mise en œuvre.

C’est à ces inconvénients qu’entend plus particulièrement remédier l’invention en proposant un procédé et un dispositif permettant de déterminer de manière rapide le coefficient de transmission thermique U d’une paroi de séparation entre un premier milieu et un deuxième milieu, notamment sur une période d’une seule nuit ou même de quelques heures, quel que soit le type de paroi, avec un coût modéré et une précision raisonnable, la paroi pouvant par exemple être un élément de construction appartenant à l’enveloppe d’un local.

A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de détermination du coefficient de transmission thermique U d’une paroi de séparation entre un premier milieu et un deuxième milieu, caractérisé en ce qu’il comprend des étapes dans lesquelles :

- sur au moins deux périodes de temps D_k successives correspondant à des puissances P_k distinctes de chauffe appliquées dans le premier milieu, on procède à une campagne de mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk et de la température de l’air dans le premier milieu T_airink à intervalles de temps rapprochés, ainsi qu’à la détermination de la température de l’air dans le deuxième milieu T_airoutk à intervalles de temps rapprochés ;

- on détermine la valeur de la grandeur U/h_in, où h_in est le coefficient d’échange convectif de l’air dans le premier milieu au voisinage de la paroi, par ajustement entre : d’une part, un modèle thermique exprimant la variation temporelle de la température de l’air dans le premier milieu en fonction de la température de surface de la paroi dans le premier milieu et de la température de l’air dans le deuxième milieu ; et d’autre part, l’évolution mesurée de la température de l’air dans le premier milieu T_airink ou de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk en fonction du temps.

L’invention permet une détermination in situ du coefficient de transmission thermique U de la paroi. Plus précisément, on accède à la valeur de la grandeur U/h_in, où h_in est le coefficient d’échange convectif de l’air dans le premier milieu au voisinage de la paroi, et on en déduit la valeur du coefficient de transmission thermique U de la paroi à partir d’une valeur standard et répertoriée du coefficient d’échange convectif de l’air h_in pour le type de paroi considéré. A titre d’exemple, pour une paroi verticale de bâtiment, une valeur standard du coefficient d’échange convectif de l’air h_inest 8 ±2 W.m’².K’¹.

Le principe à la base de l’invention est d’utiliser les variations transitoires de la température de surface de la paroi dans le premier milieu Tsurfink ^et de la température de l’air dans le premier milieu T_airink, lorsque le premier milieu est soumis à des sollicitations internes contrôlées et dans un environnement externe mesuré. L’analyse quantitative de la variation de la température de surface de la paroi dans le premier milieu et de la température de l’air dans le premier milieu permet de déterminer quantitativement la qualité énergétique de la paroi sur une période courte, s’étendant notamment sur quelques heures, en limitant l’influence des paramètres susceptibles de modifier le comportement dynamique de la paroi. En particulier, dans le cas de la détermination du coefficient de transmission thermique U d’un élément de construction appartenant à l’enveloppe d’un local, la brièveté des mesures permet de s’affranchir de l’influence des conditions d’utilisation du local et des variations des conditions climatiques extérieures.

Dans le cadre de l’invention, on entend par puissance de chauffe du premier milieu toute condition opératoire générant une variation de la température dans le premier milieu, pour des conditions de température données dans le deuxième milieu. Il est entendu que la puissance de chauffe peut être positive, nulle ou négative. Une puissance de chauffe positive correspond à un apport de chaleur dans le premier milieu, qui peut être obtenu à l’aide d’un appareil de chauffage. Une puissance de chauffe négative correspond à un apport de froid dans le premier milieu, qui peut être obtenu à l’aide d’un appareil de climatisation. Dans le cas d’une puissance de chauffe nulle ou sensiblement nulle appliquée dans le premier milieu, la variation de la température dans le premier milieu peut résulter d’un déséquilibre entre les températures initiales de l’air dans le premier milieu et dans le deuxième milieu. Par souci de simplicité, dans le cadre de cette description, les termes chauffe ou chauffage peuvent désigner tout autant un apport de chaleur qu’un apport de froid.

Les périodes de temps D_k peuvent être soit disjointes, soit immédiatement successives les unes aux autres. Dans ce dernier cas, on peut considérer que le procédé est réalisé dans sa globalité sur une période de temps continue, formée par la succession des périodes de temps D_k.

Selon un mode de réalisation avantageux, le procédé est mis en œuvre avec deux périodes de temps D_± et D₂ successives correspondant à deux consignes de puissances P_r et P₂ distinctes de chauffe du premier milieu.

Selon un aspect de l’invention, la première puissance de chauffe P_rappliquée sur la première période de temps D_± et la deuxième puissance de chauffe P₂ appliquée sur la deuxième période de temps D₂ ont des valeurs éloignées l’une de l’autre.

Dans un exemple particulier de réalisation, la première puissance de chauffe P_r appliquée sur la première période de temps D_± est strictement positive ou strictement négative, de manière à atteindre une température de l’air dans le premier milieu strictement supérieure ou strictement inférieure à la température de l’air dans le deuxième milieu, puis la deuxième puissance de chauffe P₂ appliquée sur la deuxième période de temps D₂ est nulle ou sensiblement nulle, de manière à obtenir une évolution libre du premier milieu résultant du déséquilibre entre la température de l’air dans le premier milieu et la température de l’air dans le deuxième milieu.

De manière avantageuse, en vue de limiter le temps de mise en œuvre du procédé tout en réduisant la contribution du rayonnement solaire, le procédé est réalisé dans sa globalité en continu sur une seule période nocturne.

Dans le cadre de l’invention, on détermine la valeur de la grandeur U/ h_in par ajustement entre un modèle thermique d’une part, et l’évolution mesurée T_airink(t) ou T_surfink(t) d’autre part, où le modèle thermique exprime la variation temporelle de la température de l’air dans le premier milieu en fonction de la température de surface de la paroi dans le premier milieu et de la température de l’air dans le deuxième milieu.

Le modèle thermique utilisé peut être de tout type connu de l’homme du métier.

Selon un aspect de l’invention, le modèle thermique utilisé est un modèle d’identification paramétrique (ou modèle d’identification de système), tel que les modèles décrits dans l’ouvrage Time Sériés Analysis de Henrik Madsen, Chapman & Hall, 2008 (ISBN-13: 978-1420059670 0).

En particulier, le modèle thermique utilisé peut être un modèle autorégressif, notamment un modèle ARX (Auto Régressive model with eXternal inputs). En variante, d'autres modèles autorégressifs peuvent être utilisés comme par exemple des modèles ARMAX ou ARMA.

De façon connue, un modèle ARX est un modèle autorégressif définissant une sortie y(t) en fonction d'une ou de plusieurs entrées u(t), v(t) et d'un résidu aléatoire de modélisation caractérisé par un bruit blanc de moyenne nulle e(t), t désignant l'instant d'échantillonnage considéré. Le modèle ARX, en prenant en compte le retard, s'écrit :

(1 + ri(p^_1))yk = B(p^_1)ufe + D(p~^r)v_k + e_k avec :

+ A(p~^x) = 1 + α±ρ^_1 + —I- anp~ⁿB(p^_1) = M^-1 + —I- bnp~ⁿD(p^_1) = d1p^_1 + —I- d_np~ⁿ et :

p-¹^ = Ufc-i p-¹^ = Vfc-i p^_1 est appelé opérateur de retard et prend en compte les états passés influençant le système au temps présent, n est l’ordre du modèle ARX. Concernant le choix de l’ordre n du modèle ARX, la valeur de n doit être suffisamment élevée pour prendre en compte l’inertie du système, mais suffisamment faible pour éviter un sur-paramétrage du modèle.

Selon une caractéristique avantageuse, l’ordre n du modèle ARX est sélectionné de manière itérative, par incrémentation, en partant de η = 1 et jusqu’à ce qu’il n’y ait pas d’autocorrélation ou de corrélation croisée entre le résidu de modélisation « e » du modèle ARX et les évolutions en fonction du temps, déterminées sur les périodes de temps D_k, de la température de l’air dans le premier milieu T_airink, de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk et de la température de l’air dans le deuxième milieu T_ai_{r outk}.

Les étapes d'identification d'un modèle sont connues en soi et ne sont donc pas détaillées plus avant ici. Les coefficients à identifier par ajustement paramétrique (ou fitting) du modèle ARX sur l’évolution mesurée T_airink(t) sont les coefficients a_h b_it d_it i = 1, ..., n, auxquels est reliée la grandeur!// hinEn particulier, dans le cas de la modélisation de la transmission thermique à travers une paroi de séparation entre un premier milieu et un deuxième milieu, on peut considérer que la sortie y(t) du modèle ARX est la température de l’air dans le premier milieu T_airink et les entrées u(t) et v(t) du modèle ARX sont, respectivement, la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk et la température de l’air dans le deuxième milieu T_airoutk. Pour l’identification, on procède par analogie entre l’état statique du modèle ARX (p ¹ = 1 ) :

(1 + ri(l))T_{air ink}

D(l)Tair out

et le bilan thermique :

U

T __T ¹ surf ink 7 ¹ air out k •tin

Les paramètres physiques sont alors obtenus simplement par comparaison entre les deux équations précédentes. En particulier, par un traitement mathématique classique et accessible dans la littérature scientifique (moyenne par pondération avec des multiplicateurs de Lagrange), on obtient la grandeur U/h_in comme étant une moyenne pondérée faisant intervenir les Σ”_=ί ai, Σ”=ι bi, Σ”=ι di.

On note que les entrées et sorties d’un modèle d’identification paramétrique peuvent être interverties. En particulier dans le cadre de l’invention, pour le traitement des données de mesures avec un modèle ARX, il est possible de considérer que la sortie y(t) du modèle ARX est la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk et les entrées u(t) et v(t) du modèle ARX sont, respectivement, la température de l’air dans le premier milieu T_airink et la température de l’air dans le deuxième milieu T_ai_{r outk}.

Dans le cadre de l’invention, l’ajustement entre le modèle thermique, d’une part, et l’évolution mesurée T_airink(t) ou T_surfink(t), d’autre part, peut se faire sur toute l’étendue de chaque période de temps D_k, ou sur un ou plusieurs intervalles de temps compris dans chaque période de temps D_k. De préférence, dans le cas où le modèle thermique est un modèle ARX, l’ajustement est réalisé sur l’ensemble des périodes de temps D_k.

Les étapes du procédé, en particulier pour l’ajustement entre le modèle thermique, d’une part, et l’évolution mesurée T_airink(t) ou Tsur/m/cCO. d’autre part, peuvent être mises en œuvre à l’aide d’une unité de calcul appropriée. Il peut s’agir notamment d’un terminal informatique, par exemple un ordinateur portable ou non, une tablette, un téléphone intelligent (smartphone en anglais), comportant un module d’acquisition pour acquérir les mesures requises par le procédé et un module de traitement pour exécuter tout ou partie des étapes de calcul du procédé à partir des mesures acquises.

Dans le cadre de l’invention, les mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk peuvent être effectuées à l’aide d’au moins un capteur de température positionné sur la surface de la paroi dans le premier milieu, tel qu’un thermocouple.

De manière alternative ou complémentaire, les mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk peuvent être effectuées à l’aide d’au moins un capteur de rayonnement thermique positionné en regard de la paroi dans le premier milieu, notamment un capteur de mesure ponctuelle, tel qu’un pyromètre, ou un imageur, tel qu’une caméra thermique, en particulier une caméra thermique infrarouge.

Selon un aspect de l’invention, les mesures de la température de l’air dans le premier milieu T_airink sont effectuées à l’aide d’au moins un capteur de température ambiante positionné dans le volume d’air dans le premier milieu, tel qu’un thermocouple, par exemple un thermocouple de type K ou de type T, ou un thermomètre à résistance, par exemple une sonde Pt100.

Selon une caractéristique avantageuse, pour chaque période de temps D_k, la puissance P_k de chauffe du premier milieu est appliquée au moyen d’au moins un appareil de chauffage ayant une source de puissance contrôlée. De préférence, le ou les appareils de chauffage sont peu inertes de manière à assurer un chauffage rapide de l’air dans le premier milieu.

Au moins un appareil de chauffage à source de puissance contrôlée pour le chauffage du premier milieu peut être un équipement fixe du premier milieu, c’est-à-dire un appareil de chauffage installé dans le premier milieu indépendamment de la mise en œuvre du procédé. Il peut notamment s’agir d’une pompe à chaleur.

En variante, au moins un appareil de chauffage à source de puissance contrôlée pour le chauffage du premier milieu peut être un appareil rapporté dans le premier milieu spécifiquement pour la mise en œuvre du procédé.

Selon une autre variante, le chauffage du premier milieu sur chaque période de temps D_k peut être mis en œuvre à l’aide d’une combinaison d’au moins un appareil de chauffage qui équipe le premier milieu de manière fixe, indépendamment de la mise en œuvre du procédé, et d’au moins un appareil de chauffage rapporté dans le premier milieu spécifiquement pour la mise en œuvre du procédé.

Les appareils de chauffage du premier milieu peuvent être de type convectif, radiatif ou par conduction, ou combiner plusieurs de ces technologies. De préférence, les appareils de chauffage du premier milieu sont des appareils électriques. Des exemples d’appareils de chauffage électriques comprennent notamment des appareils de type convectif mettant en jeu le soufflage d’air chauffé au moyen de résistances électriques ; des tapis ou des films chauffants ; des parasols radiants. En variante, les appareils de chauffage du premier milieu peuvent être des appareils fonctionnant au gaz ou au fioul.

Dans un mode de réalisation, les appareils de chauffage du premier milieu sont des petits convecteurs électriques répartis dans le premier milieu. Selon une variante, les appareils de chauffage du premier milieu sont des tapis chauffants électriques, que l’on répartit dans le premier milieu en les positionnant verticalement et enroulés sur eux-mêmes, de sorte que toute la puissance thermique est dissipée dans l’air dans le premier milieu. Cet agencement permet un chauffage rapide et homogène du premier milieu.

Si le procédé de l’invention est mis en œuvre avec un premier milieu comportant des cloisons internes qui délimitent plusieurs pièces ou zones du premier milieu, on peut mesurer la température dans plusieurs pièces ou zones du premier milieu et considérer que la température dans le premier milieu à chaque temps t est la moyenne des mesures de température obtenues au temps t dans les différentes pièces ou zones du premier milieu pondérées chacune par le volume de la pièce ou zone.

Selon une caractéristique, la détermination de la température de l’air dans le deuxième milieu T_airoutk s’opère, dans le cadre du procédé de l’invention, par le biais d’une campagne de mesures à intervalles de temps rapprochés. En variante, la détermination de la température de l’air dans le deuxième milieu T_airoutk à intervalles de temps rapprochés peut être obtenue par interpolation de données météorologiques.

De préférence, le procédé selon l’invention est mis en œuvre sur des périodes de temps D_k pour lesquelles la température de l’air dans le deuxième milieu T_airoutk est stable.

Selon un aspect de l’invention, le procédé est mis en œuvre pour déterminer, sur la base d’une même sollicitation thermique du premier milieu, le coefficient de transmission thermique U de plusieurs éléments de construction appartenant à l’enveloppe d’un même local, où chaque élément de construction est une paroi de séparation entre un premier milieu qui est l’intérieur du local et un deuxième milieu qui est l’extérieur du local. De manière avantageuse, les campagnes de mesures de la température de surface à l’intérieur du local T_surfmk de chaque élément de construction et de la température de l’air à l’intérieur du local T_airink sont réalisées pour tous les éléments de construction de l’enveloppe du local sur les mêmes périodes de temps D_k correspondant à des puissances P_k distinctes de chauffe du local. On peut alors accéder aux coefficients de transmission thermique U de différents éléments de construction constitutifs de l’enveloppe d’un local lors d’un même test. L’obtention des coefficients de transmission thermique U des différents éléments de construction constitutifs de l’enveloppe d’un local est utile, notamment, pour effectuer un diagnostic de l'isolation thermique du local.

L’invention a ainsi également pour objet un procédé de détermination du coefficient de transmission thermique U de plusieurs éléments de construction de l’enveloppe d’un local, où chaque élément de construction est une paroi de séparation entre un premier milieu qui est l’intérieur du local et un deuxième milieu qui est l’extérieur du local, comprenant des étapes dans lesquelles :

- sur au moins deux périodes de temps D_k successives correspondant à des puissances P_k distinctes de chauffe appliquées à l’intérieur du local, on procède à une campagne de mesures de la température de surface de chaque élément de construction à l’intérieur du local T_surfmk et de la température de l’air à l’intérieur du local T_airink à intervalles de temps rapprochés, ainsi qu’à la détermination de la température de l’air à l’extérieur du local T_airoutk à intervalles de temps rapprochés ;

- pour chaque élément de construction, on détermine la valeur de la grandeur U/h_in de l’élément de construction, où h_in est le coefficient d’échange convectif de l’air à l’intérieur du local, par ajustement entre :

d’une part, un modèle thermique exprimant la variation temporelle de la température de l’air à l’intérieur du local en fonction de la température de surface de l’élément de construction à l’intérieur du local et de la température de l’air à l’extérieur du local ; et d’autre part, l’évolution mesurée de la température de l’air à l’intérieur du local T_airink ou de la température de surface de la paroi à l’intérieur du local T_surf_ink en fonction du temps.

Selon un aspect de l’invention, on détermine également le coefficient de déperdition thermique HLC global du local. Cela permet d’accéder aux contributions relatives des différents éléments de construction constitutifs de l’enveloppe du local à la déperdition thermique totale du local, et ainsi de cibler les mesures qu'il convient de prendre pour améliorer la performance thermique.

Dans un mode particulier de réalisation, on détermine le coefficient de déperdition thermique HLC global du local par ajustement entre :

d’une part, un modèle thermique exprimant la variation temporelle de la température de l’air à l’intérieur du local en fonction de la puissance de chauffe appliquée dans le local et de la température de l’air à l’extérieur du local ; et d’autre part, l’évolution mesurée de la température de l’air à l’intérieur du local T_airink en fonction du temps sur les périodes de temps D_k.

Ici encore, les campagnes de mesures de la température de surface à l’intérieur du local T_surfmk de chaque élément de construction et de la température de l’air à l’intérieur du local T_airink sont avantageusement réalisées sur les mêmes périodes de temps D_k, correspondant aux puissances P_k distinctes de chauffe du local, de sorte qu’il est possible d’accéder lors d’un même test, c’est-à-dire sur la base d’une même sollicitation thermique du premier milieu qui est l’intérieur du local, à la fois aux coefficients de transmission thermique U des différents éléments de construction constitutifs de l’enveloppe du local et au coefficient de déperdition thermique HLC global du local.

Dans un mode de réalisation, au moins une partie des étapes du procédé selon l’invention sont déterminées par des instructions de programmes d’ordinateurs.

En conséquence, l’invention a également pour objet un programme d’ordinateur sur un support d’enregistrement, ce programme étant susceptible d’être mis en œuvre dans un terminal informatique, ou plus généralement dans un ordinateur, ce programme comportant des instructions adaptées à l’exécution de tout ou partie des étapes d’un procédé tel que décrit ci-dessus.

Ce programme peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée.

L’invention a aussi pour objet un support d’enregistrement lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus.

Le support d’enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire morte, une mémoire non volatile réinscriptible, par exemple une clé USB, une carte SD, une EEPROM, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple un disque dur.

Le support d’enregistrement peut aussi être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé.

Le support d’enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau informatique.

Un autre objet de l’invention est un dispositif de détermination du coefficient de transmission thermique U d’une paroi de séparation entre un premier milieu et un deuxième milieu, ce dispositif comprenant :

- au moins un appareil de chauffage comportant une source de puissance contrôlée, configuré pour appliquer, sur au moins deux périodes de temps D_k successives, des puissances P_k distinctes de chauffe dans le premier milieu ;

- au moins un capteur de température configuré pour mesurer la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk à intervalles de temps rapprochés sur les périodes de temps D_k ;

- au moins un capteur de température configuré pour mesurer la température de l’air dans le premier milieu T_airink à intervalles de temps rapprochés sur les périodes de temps D_k ;

- un terminal, par exemple un ordinateur portable ou non, une tablette, un téléphone intelligent (smartphone en anglais), comportant un module de traitement configuré pour réaliser un ajustement entre, d’une part, un modèle thermique exprimant la variation temporelle de la température de l’air dans le premier milieu en fonction de la température de surface de la paroi dans le premier milieu et de la température de l’air dans le deuxième milieu et, d’autre part, l’évolution mesurée de la température de l’air dans le premier milieu T_airink ou de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk en fonction du temps, de manière à obtenir la valeur de la grandeur U/h_in, où h_in est le coefficient d’échange convectif de l’air dans le premier milieu.

De manière avantageuse, le terminal comporte également un module d’acquisition pour acquérir les mesures requises par le procédé, le module de traitement étant configuré pour exécuter tout ou partie des étapes de calcul du procédé à partir des mesures acquises.

Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend également au moins un capteur de température configuré pour mesurer la température de l’air dans le deuxième milieu T_airoutk à intervalles de temps rapprochés sur les périodes de temps D_k.

Selon une caractéristique avantageuse, le ou chaque appareil de chauffage chauffe l’air dans le premier milieu. Cela permet un chauffage rapide du premier milieu. Tel est le cas notamment avec une pluralité de convecteurs électriques répartis dans le premier milieu, ou avec des tapis chauffants électriques comme décrits précédemment, qui sont disposés verticalement dans le premier milieu et enroulés sur eux-mêmes, de sorte que toute la puissance thermique est dissipée dans l’air.

Selon une caractéristique avantageuse, le terminal comporte un module de pilotage de la source de puissance du ou de chaque appareil de chauffage.

Selon une autre caractéristique avantageuse, le dispositif comprend des moyens de liaison, notamment sans fil, entre le ou chaque capteur de température et le terminal.

Dans le dispositif de l’invention, le ou les capteurs de mesure de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk peuvent comprendre au moins un capteur de température de surface destiné à être positionné sur la surface de la paroi dans le premier milieu, tel qu’un thermocouple.

De manière alternative ou complémentaire, le ou les capteurs de mesure de la température de surface de la paroi dans le premier milieu Tsurfmk peuvent comprendre au moins un capteur de rayonnement thermique destiné à être positionné en regard de la paroi dans le premier milieu, notamment un capteur de mesure ponctuelle, tel qu’un pyromètre, ou un imageur, tel qu’une caméra thermique, en particulier une caméra thermique infrarouge.

Par ailleurs, le ou les capteurs de mesure de la température de l’air dans le premier milieu T_airink peuvent comprendre au moins un capteur de température ambiante destiné à être positionné dans le volume d’air dans le premier milieu, tel qu’un thermocouple, par exemple un thermocouple de type K ou de type T, ou un thermomètre à résistance, par exemple une sonde Pt100.

Les caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui va suivre d’un mode de réalisation d’un procédé et d’un dispositif selon l’invention, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures annexées dans lesquelles :

- la figure 1 est une vue schématique d’un bungalow dont l’enveloppe comprend plusieurs éléments de construction, à savoir un sol, un plafond, un mur avec une porte (considérée comme faisant partie du mur), un ensemble de deux vitrages, où l’on souhaite déterminer le coefficient de transmission thermique U de plusieurs de ces éléments conformément à l’invention ;

- la figure 2 est une vue de dessus schématique de l’intérieur du bungalow de la figure 1, où est installé un dispositif selon l’invention pour la détermination, au cours d’un même test, des coefficients de transmission thermique d’un mur et d’un vitrage appartenant à l’enveloppe du bungalow et du coefficient de déperdition thermique global du bungalow ;

- la figure 3 est un graphe montrant l’évolution temporelle de la température de l’air à l’intérieur du bungalow T_airink(t), lors d’un test comprenant l’application d’une première puissance de chauffe P_r à l’intérieur du bungalow sur une première période de temps D_lt suivie de l’application d’une deuxième puissance de chauffe P₂ sensiblement nulle à l’intérieur du bungalow sur une deuxième période de temps D₂, de manière à laisser le bungalow en refroidissement libre ;

- la figure 4 est un graphe montrant l’évolution temporelle de la température de l’air à l’extérieur du bungalow T_airoutk(t), lors du test décrit précédemment ;

- la figure 5 est un graphe montrant l’évolution temporelle de la température de surface à l’intérieur du bungalow T_{surf wall ink}(t) du mur appartenant à l’enveloppe du bungalow, lors du test décrit précédemment ;

- la figure 6 est un graphe montrant l’évolution temporelle de la température de surface à l’intérieur du bungalow T_{surf aÎazma ink}(t) du vitrage appartenant à l’enveloppe du bungalow, lors du test décrit précédemment ;

- les figures 7 et 8 sont des graphes illustrant, pour la détermination du coefficient de transmission thermique du mur (figure 7), respectivement du vitrage (figure 8), un ajustement sur l’ensemble des deux périodes de temps D_± et D₂ entre, d’une part, un modèle ARX exprimant la variation temporelle de la température de l’air à l’intérieur du bungalow en fonction de la température de surface du mur, respectivement du vitrage, à l’intérieur du bungalow et de la température de l’air à l’extérieur du bungalow et, d’autre part, l’évolution mesurée T_airink(t) de la température de l’air à l’intérieur du bungalow.

PROTOCOLE EXPERIMENTAL

Le procédé selon l’invention est mis en œuvre pour la détermination du coefficient de transmission thermique d’éléments de construction constitutifs de l’enveloppe d’un bungalow 1, représenté sur la figure 1.

L’exemple ci-dessous illustre la détermination, au cours d’un même test, à la fois du coefficient de déperdition thermique HLC global du bungalow 1 et des coefficients de transmission thermique U d’un mur 11 et d’un vitrage 12 appartenant à l’enveloppe du bungalow 1, étant entendu que les coefficients de transmission thermique U des autres éléments de construction appartenant à l’enveloppe du bungalow, tels que le sol ou le plafond, pourraient être également obtenus de manière similaire au cours du même test.

L’obtention des coefficients de transmission thermique U des différents éléments de construction constitutifs de l’enveloppe du bungalow est utile, notamment, pour effectuer un diagnostic de l'isolation thermique du bungalow.

L’enveloppe du bungalow 1 comprend un sol, un plafond, un mur avec une porte (considérée comme faisant partie du mur), et deux vitrages. Le bungalow 1 présente une surface au sol de 13,5 m², une surface des vitrages de 3,9 m², une hauteur intérieure de 2,5 m, un volume de 34,2 m³ et une surface totale d’enveloppe de 68,5 m².

La paroi externe du bungalow 1 est constituée de panneaux sandwich isolants comprenant une couche de polyuréthane d’épaisseur 35 mm insérée entre deux plaques de métal, de la porte (considérée comme faisant partie du mur), et des deux vitrages qui sont des triples vitrages.

Une isolation supplémentaire a été ajoutée à l’enveloppe, qui comprend les matériaux suivants :

- des membranes de type STOPVAP, commercialisées par la société Saint-Gobain Isover,

- des panneaux VIP (Vacuum Insulated Panels) de type va-Q-vip F, commercialisés par la société va-Q-tec, qui recouvrent les murs ;

- 3 cm de polystyrène expansé pour le sol et le plafond, le sol étant aussi recouvert d’un panneau de bois à lamelles minces orientées (OSB).

Le procédé selon l’invention est mis en œuvre à l’aide du dispositif montré sur la figure 2, qui comprend :

- une pluralité de convecteurs électriques 20 de puissance nominale 250 W, qui sont positionnés au voisinage du centre du bungalow 1 pour le chauffage de l’air à l’intérieur du bungalow ;

- un thermocouple 30, respectivement 40, de type K positionné sur la surface du mur 11 à l’intérieur du bungalow 1 à 110 cm de hauteur, respectivement sur la surface du vitrage 12 à l’intérieur du bungalow 1 à 110 cm de hauteur, configuré pour mesurer la température de surface du mur 11, respectivement la température de surface du vitrage 12, à l’intérieur du bungalow ;

- un thermocouple 50 de type K, positionné dans l’air ambiant dans le bungalow 1, au milieu du volume d’air à 110 cm de hauteur, configuré pour mesurer la température de l’air à l’intérieur du bungalow ;

- un thermocouple 60 de type K, placé dans l’air à l’extérieur du bungalow, configuré pour mesurer la température de l’air à l’extérieur du bungalow ;

- un terminal 70, par exemple un ordinateur de type PC portable, qui comporte un module de traitement configuré pour réaliser l’ajustement à partir des évolutions temporelles des températures mesurées, de manière à obtenir la valeur du coefficient de déperdition thermique HLC global du bungalow 1 et des coefficients de transmission thermique U du mur 11 et du vitrage 12.

Le procédé est mis en œuvre alors que le bungalow 1 est inoccupé. De manière avantageuse, il est mis en œuvre en continu dans sa globalité sur une seule période de temps nocturne, ce qui permet de s’affranchir de la contribution du rayonnement solaire au chauffage du bungalow 1.

Dans cet exemple, le procédé comprend une première phase de chauffage du bungalow sur une première période de temps de 00h15 à 02h15, ce qui correspond à l’application d’une première puissance de chauffe P_r strictement positive, puis une deuxième phase refroidissement libre du bungalow sur une deuxième période de temps D₂ de 02h15 à 04h15, ce qui correspond à l’application d’une deuxième puissance de chauffe P₂sensiblement nulle. La deuxième période de temps D₂ est immédiatement consécutive à la première période de temps D₁.

De manière avantageuse, le terminal 70 comprend un module de pilotage des convecteurs électriques 20, pour appliquer la modulation temporelle de la puissance de chauffe de l’air à l’intérieur du bungalow 1 sur les périodes de temps D_± et D₂.

Pour chaque période de temps D_k, la puissance P_k appliquée est sensiblement égale à la puissance de chauffe imposée par les convecteurs électriques 20, aux puissances résiduelles près, provenant notamment du matériel de mesure et de calcul présent dans le bungalow pour la mise en œuvre du procédé.

Au cours des deux périodes de temps D_± et D₂, des mesures de températures sont réalisées toutes les dix secondes à l’aide des capteurs de température 30, 40, 50, 60. Les résultats de mesures sont visibles sur la figure 3 pour le thermocouple 50 de mesure de la température de l’air à l’intérieur du bungalow ; sur la figure 4 pour le thermocouple 60 de mesure de la température de l’air à l’extérieur du bungalow ; sur la figure 5 pour le thermocouple 30 de mesure de la température de surface du mur 11 à l’intérieur du bungalow ; sur la figure 6 pour le thermocouple 40 de mesure de la température de surface du vitrage 12 à l’intérieur du bungalow.

Les données de mesures brutes obtenues à l’aide des capteurs de température 30, 40, 50, 60 sont acquises par un module d’acquisition du terminal 70 et traitées par le module de traitement du terminal 70, qui exécute des instructions d’un programme d’ordinateur conforme à l’invention installé dans le terminal pour réaliser l’ajustement à partir des évolutions temporelles des températures mesurées, de manière à obtenir la valeur du coefficient de déperdition thermique HLC global du bungalow 1 et des coefficients de transmission thermique U du mur 11 et du vitrage 12.

RESULTATS

La figure 7 montre, pour le mur 11 du bungalow, l’ajustement (fitting), sur l’ensemble des deux périodes de temps D_± et D₂ entre d’une part un modèle ARX d’ordre 6 exprimant la variation temporelle de la température de l’air à l’intérieur du bungalow en fonction de la température de surface du mur 11 à l’intérieur du bungalow et de la température de l’air à l’extérieur du bungalow, et d’autre part l’évolution temporelle de la température de l’air à l’intérieur du bungalow T_airink(t).

L’ordre n du modèle ARX a été sélectionné de manière itérative, par incrémentation en partant de η = 1 et jusqu’à ce qu’il n’y ait pas d’autocorrélation ou de corrélation croisée entre le résidu de modélisation e du modèle ARX et les évolutions temporelles mesurées de la température de l’air à l’intérieur du bungalow, de la température de surface du mur 11 à l’intérieur du bungalow et de la température de l’air à l’extérieur du bungalow.

La valeur de la grandeur U_wall/h_{in wall}, où h_{in wall} est le coefficient d’échange convectif de l’air à l’intérieur du bungalow au voisinage du mur 11, est alors obtenue à partir des coefficients a_h b_it dt du modèle ARX d’ordre 6 :

Uwall/h-in_wall ⁼ 0,03071.

On en déduit la valeur du coefficient de transmission thermique U du mur 11, en prenant comme valeur du coefficient d’échange convectif h_{in wall}la valeur standard du coefficient d’échange convectif pour une paroi verticale de bâtiment, soit h_{in wall} = 8 + 2 W.m’² K’¹, ce qui conduit à :

U_wall= 0,25 ±0,07 W.rri²K'¹.

De manière analogue, la figure 8 montre, pour le vitrage 12 du bungalow, l’ajustement (fitting), sur l’ensemble des deux périodes de temps D_± et D₂, entre d’une part un modèle ARX d’ordre 7 exprimant la variation temporelle de la température de l’air à l’intérieur du bungalow en fonction de la température de surface du vitrage 12 à l’intérieur du bungalow et de la température de l’air à l’extérieur du bungalow, et d’autre part, l’évolution temporelle de la température de l’air à l’intérieur du bungalow T_airink(t).

L’ordre n du modèle ARX a été sélectionné comme précédemment de manière itérative jusqu’à ce qu’il n’y ait pas d’autocorrélation ou de corrélation croisée entre le résidu de modélisation e du modèle ARX et les évolutions temporelles mesurées de la température de l’air à l’intérieur du bungalow, de la température de surface du vitrage 12 à l’intérieur du bungalow et de la température de l’air à l’extérieur du bungalow..

La valeur de la grandeur Ugi_azi_ng/hi_nj^_azi_ng, où h-in ytaziny le coefficient d’échange convectif de l’air à l’intérieur du bungalow au voisinage du vitrage 12, est alors obtenue à partir des coefficients fy, dt du modèle

ARX d’ordre 6 :

Ugiazing/b-tn glazmg = 0,0836.

On en déduit la valeur du coefficient de transmission thermique U du vitrage 12, en prenant de nouveau la valeur standard du coefficient d’échange convectif de l’air pour une paroi verticale de bâtiment, soit hin^iazin^ = 8 ± 2 W.m'².K'¹, ce qui conduit à :

Ugiazing= 0,7 ± 0,2 W. rri² K'¹.

Par ailleurs, le coefficient de déperdition thermique HLC global du bungalow 1 a été déterminé par ajustement (fitting), sur l’ensemble des deux périodes de temps D_± et D₂ entre d’une part un modèle ARX d’ordre 6 exprimant la variation temporelle de la température de l’air à l’intérieur du bungalow en fonction de la puissance de chauffe appliquée dans le bungalow et de la température de l’air à l’extérieur du local, et d’autre part l’évolution temporelle de la température de l’air à l’intérieur du bungalow

Pair in fc(0·

L’ordre n du modèle ARX a été sélectionné comme précédemment de manière itérative jusqu’à ce qu’il n’y ait pas d’autocorrélation ou de corrélation croisée entre le résidu de modélisation e du modèle ARX et les évolutions temporelles mesurées de la température de l’air à l’intérieur du bungalow, de la puissance de chauffe appliquée dans le bungalow et de la température de l’air à l’extérieur du bungalow.

La valeur du coefficient de déperdition thermique HLC global du bungalow 1 est alors obtenue à partir des coefficients a_it fy, dt du modèle

ARX d’ordre 6 :

HLC = 34 ± 3 W. K’¹.

La détermination du coefficient de déperdition thermique HLC global du bungalow 1 et des coefficients de transmission thermique U des différents éléments de construction constitutifs de l’enveloppe du bungalow 1 permet d’accéder à la répartition des contributions relatives des différents éléments de construction de l’enveloppe à la déperdition thermique totale du bungalow

1. Cette répartition est obtenue en pondérant le coefficient de transmission thermique U de chaque élément de construction par sa surface déperditive. L’obtention de la répartition des pertes entre les différents éléments de construction est un outil utile pour la prescription, en particulier dans un contexte de rénovation.

En comparaison, la valeur calculée selon la norme ISO 6946:2007 du coefficient de transmission thermique U du mur est 0,15 ± 0,05 W.m'².K'¹ et la valeur fournie par le fabricant, calculée selon la norme ISO 10077:2012, du coefficient de transmission thermique U du vitrage est de 0,70 W.m'².K'¹.

L’invention permet une détermination in situ du coefficient de transmission thermique U de la paroi, à partir de mesures de l’évolution temporelle de la température de l’air à l’intérieur du local (i.e. dans le premier milieu) et de la température de surface de la paroi l’intérieur du local (i.e. dans le premier milieu). En comparaison avec des méthodes de détermination du coefficient de transmission thermique U d’une paroi à partir de mesures de flux thermique à travers la paroi, l’invention a l’avantage d’être plus facile et plus rapide à mettre en œuvre. En particulier, le temps d’installation des fluxmètres est important, alors qu’un capteur de température est plus facilement déployé. Il y a également moins de risque d’erreur d’installation avec des capteurs de température, qui sont en outre moins chers que des fluxmètres.

L’incertitude sur le résultat obtenu selon le procédé de l’invention est liée à l’incertitude sur la valeur du coefficient d’échange convectif de l’air. On estime que l’incertitude sur la valeur du coefficient d’échange convectif de l’air est de l’ordre de 25%, de sorte que l’incertitude sur la valeur du coefficient de transmission thermique U obtenu est également de l’ordre de 25%.

L’invention n’est pas limitée aux exemples décrits et représentés.

En particulier, le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre avec des appareils de chauffage qui équipent le premier milieu de manière fixe et/ou avec des appareils de chauffage qui sont rapportés dans le premier milieu spécifiquement pour la mise en œuvre du procédé.

Par ailleurs, dans l’exemple précédent, le procédé de détermination du coefficient de transmission thermique d’une paroi et le procédé de détermination du coefficient de déperdition thermique d’un local sont mis en œuvre avec des périodes de temps D_k correspondant à des consignes de puissance de chauffe P_k distinctes. Bien entendu, en variante, la puissance de chauffe peut varier sur une (ou plusieurs) des périodes de temps D_k, pour autant qu’elle assure sur la période D_k une puissance de chauffe moyenne P_k distincte des puissances de chauffe appliquées sur les périodes de temps qui l’entourent.

De plus, dans l’exemple précédent, les mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk sont effectuées à l’aide d’un thermocouple 30 ou 40 positionné sur la surface de la paroi dans le premier milieu. En variante, les mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu peuvent être effectuées à l’aide d’au moins un capteur de rayonnement thermique positionné en regard de la paroi dans le premier milieu, notamment un capteur de mesure ponctuelle, tel qu’un pyromètre, ou encore un imageur, tel qu’une caméra thermique, en particulier une caméra thermique infrarouge. De manière très avantageuse, dans le cas où les mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfmk sont effectuées à l’aide d’un imageur, tel qu’une caméra thermique infrarouge, il est possible de déterminer, conformément au procédé de l’invention, la valeur du coefficient de transmission thermique U en tout point de la paroi, ce qui permet d’avoir une cartographie à deux dimensions de la paroi. L’accès à la valeur du coefficient de transmission thermique U en tout point d’une paroi, et plus généralement en tout point de l’enveloppe d’un local, est utile pour avoir une meilleure compréhension des pertes thermiques et cibler les mesures qu'il convient de prendre pour améliorer la performance thermique.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de détermination du coefficient de transmission thermique U d’une paroi de séparation entre un premier milieu et un deuxième milieu, caractérisé en ce qu’il comprend des étapes dans lesquelles :

- sur au moins deux périodes de temps D_k successives correspondant à des puissances P_k distinctes de chauffe appliquées dans le premier milieu, on procède à une campagne de mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T'surf in k et de la température de l’air dans le premier milieu T_airink à intervalles de temps rapprochés, ainsi qu’à la détermination de la température de l’air dans le deuxième milieu T_airoutk à intervalles de temps rapprochés ;

- on détermine la valeur de la grandeur U/h_in, où h_in est le coefficient d’échange convectif de l’air dans le premier milieu au voisinage de la paroi, par ajustement entre :

d’une part, un modèle thermique exprimant la variation temporelle de la température de l’air dans le premier milieu en fonction de la température de surface de la paroi dans le premier milieu et de la température de l’air dans le deuxième milieu ; et d’autre part, l’évolution mesurée de la température de l’air dans le premier milieu T_airink ou de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfink en fonction du temps.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est mis en œuvre avec deux périodes de temps D_r et D₂ successives correspondant à deux consignes de puissances P_t et P₂ distinctes de chauffe du premier milieu.
3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le modèle thermique est un modèle d’identification paramétrique.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le modèle thermique est un modèle ARX (Auto Régressive model with eXternal inputs), avec en sortie la température de l’air dans le premier milieu et en entrées la température de surface de la paroi dans le premier milieu et la température de l’air dans le deuxième milieu.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’ordre n du modèle ARX est sélectionné de manière itérative, par incrémentation, en partant de η = 1 et jusqu’à ce qu’il n’y ait pas d’autocorrélation ou de corrélation croisée entre le résidu de modélisation (e) du modèle ARX et les évolutions en fonction du temps, déterminées sur les périodes de temps D_k, de la température de l’air dans le premier milieu T_airink, de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfink et de la température de l’air dans le deuxième milieu T_airoutk.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu Tsurf in k sont effectuées à l’aide d’au moins un capteur de température positionné sur la surface de la paroi dans le premier milieu, tel qu’un thermocouple ou un thermomètre à résistance.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les mesures de la température de surface de la paroi dans le premier milieu Tsurf in k sont effectuées à l’aide d’au moins un capteur de rayonnement thermique positionné en regard de la paroi dans le premier milieu, notamment un capteur de mesure ponctuelle, tel qu’un pyromètre, ou un imageur, tel qu’une caméra thermique, en particulier une caméra thermique infrarouge.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les mesures de la température de l’air dans le premier milieu T_airtnk sont effectuées à l’aide d’au moins un capteur de température positionné dans le volume d’air dans le premier milieu, tel qu’un thermocouple ou un thermomètre à résistance.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour chaque période de temps D_k, la puissance P_k de chauffe du premier milieu est appliquée au moyen d’au moins un appareil de chauffage ayant une source de puissance contrôlée.
10. Procédé de détermination du coefficient de transmission thermique U de plusieurs éléments de construction de l’enveloppe d’un local, où chaque élément de construction est une paroi de séparation entre un premier milieu qui est l’intérieur du local et un deuxième milieu qui est l’extérieur du local, caractérisé en ce qu’il comprend des étapes dans lesquelles :

- sur au moins deux périodes de temps D_k successives correspondant à des puissances P_k distinctes de chauffe appliquées à l’intérieur du local, on procède à une campagne de mesures de la température de surface de chaque élément de construction à l’intérieur du local Tsurf in k et de la température de l’air à l’intérieur du local T_airink à intervalles de temps rapprochés, ainsi qu’à la détermination de la température de l’air à l’extérieur du local T_airoutk à intervalles de temps rapprochés ;

- pour chaque élément de construction, on détermine la valeur de la grandeur U/h_in de l’élément de construction, où h_in est le coefficient d’échange convectif de l’air à l’intérieur du local au voisinage de la paroi, par ajustement entre :

d’une part, un modèle thermique exprimant la variation temporelle de la température de l’air à l’intérieur du local en fonction de la température de surface de l’élément de construction à l’intérieur du local et de la température de l’air à l’extérieur du local ; et d’autre part, l’évolution mesurée de la température de l’air à l’intérieur du local T_airink ou de la température de surface de la paroi à l’intérieur du local T_surfink en fonction du temps.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu’on détermine également le coefficient de déperdition thermique HLC du local, par ajustement entre :

d’une part, un modèle thermique exprimant la variation temporelle de la température de l’air à l’intérieur du local en fonction de la puissance de chauffe appliquée dans le local et de la température de l’air à l’extérieur du local ; et d’autre part, l’évolution mesurée de la température de l’air à l’intérieur du local T_airink en fonction du temps.
12. Programme d’ordinateur comportant des instructions pour l’exécution de toutes les étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.
13. Support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions pour l’exécution de toutes les étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11.
14. Dispositif de détermination du coefficient de transmission thermique U d’une paroi de séparation entre un premier milieu et un deuxième milieu, ce dispositif étant caractérisé en ce qu’il comprend :

- au moins un appareil de chauffage comportant une source de puissance contrôlée, configuré pour appliquer, sur au moins deux périodes de temps D_k successives, des puissances P_k distinctes de chauffe dans le premier milieu ;

- au moins un capteur de température configuré pour mesurer la température de surface de la paroi dans le premier milieu T_surfink à intervalles de temps rapprochés sur les périodes de temps D_k ;

- au moins un capteur de température configuré pour mesurer la température de l’air dans le premier milieu T_airink à intervalles de temps rapprochés sur les périodes de temps D_k ;

- un terminal comportant un module de traitement configuré pour réaliser un ajustement entre, d’une part, un modèle thermique exprimant la variation temporelle de la température de l’air dans le premier milieu en fonction de la température de surface de la paroi dans le premier milieu et de la température de l’air dans le deuxième milieu et, d’autre part, l’évolution mesurée de la température de l’air dans le premier milieu T_airinkou de la température de surface de la paroi dans le premier milieu T surf in k en fonction du temps, de manière à obtenir la valeur de la grandeur U/h_in, où h_in est le coefficient d’échange convectif de l’air dans le premier milieu au voisinage de la paroi.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le terminal comporte un module de pilotage de la source de puissance du ou de chaque appareil de chauffage.
16. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 14 ou 15, 5 caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de liaison, notamment sans fil, entre le ou chaque capteur de température et le terminal.