Efficacité énergétique du bâtiment - Cours gratuit et exercices corrigés

Un aperçu sur ces matériaux qui sont d'une grande importance pour l'
optimisation énergétique de l'enveloppe est donné dans le sous-chapitre suivant.

Part of the document

UNIVERSITE MOHAMMED V AGDAL
ECOLE MOHAMMADIA D'INGENIEURS
[pic]
Filière : Génie Civil
Option : Bâtiments, Ponts & Chaussées Mémoire de Projet de Fin d'Etudes
pour l'obtention du diplôme d'ingénieur d'Etat Soutenu par :
M. Hamza SQUALLI Devant le jury composé de :
|Pr. Mimoun ZOUKAGHE |Président (EMI)|
|Pr. Moulay Larbi ABIDI | |
|Pr. Azzedine BOUYAHYAOUI | |
|M. Taoufiq CHERRADI | |
|Mme. Rachida IDCHABANI | |
Année académique 2010-2011
Résumé Le présent projet de fin d'études traite de l'efficacité énergétique de
l'enveloppe du bâtiment. Au Maroc, où la facture énergétique pèse lourd dans le déficit commercial,
le secteur du bâtiment représente à lui seul à peu près 36 % de la
consommation d'énergie finale. Une partie de cette énergie sert aux besoins
de chauffage et de climatisation. Si on agit alors sur les déperditions et
apports thermiques du bâtiment, de sorte qu'il soit énergétiquement
efficace, on pourra réduire la consommation énergétique de ce secteur. L'objectif de ce projet de fin d'études est d'approcher la problématique de
l'efficacité énergétique du bâtiment, notamment à travers l'aspect
thermique. Dans ce sens, ce travail comporte une étude de la thermique du bâtiment,
une étude générale sur la typologie du bâtiment au Maroc ainsi qu'une
documentation sur quelques réglementations thermiques. Une application de
vérification selon le projet de réglementation marocaine a été développée
également.
????
???? ??? ????? ????????? ??????? ???????.
?????? ??????? ????? ????? ?36 ?? ?????? ????????? ???????? ???????? ???
????? ???????? ??????? ?????? ??? ??????? ???????. ??????? ??? ???
?? ??? ?????? ?????? ??????? ?????? ??????. ? ????? ??? ????? ????????
??????? ??????? ?????? ?? ????? ????????? ?????? ???? ??????.
???? ??? ????? ??? ??? ??? ????? ????? ??????? ?????? ?? ???????? ?? ????
?? ???? ?????? ???????.
? ?? ??? ?????? ????? ??? ????? ????? ??????? ???????? ?????? ???? ??
????? ?????? ?? ??????? ???? ?? ??????? ??? ?????? ?????? ???? ????????
????? ??? ??? ??????. ??? ?? ?? ????? ?????? ?????? ??????? ???????? ???
????? ??????? ??????? ?????? ?? ??????.
Abstract
This graduation project deals with the building's energy efficiency.
The energy bill weighs heavily in the Moroccan trade deficit; the building
sector alone accounts for roughly 36% of final energy consumption. A
significant part of this energy is used for space heating and air
conditioning. If we then act on the heat inputs and losses of the
building, so it is energy efficient, we can reduce energy consumption of
this sector.
The objective of this project graduation is to approach the problem
of building energy efficiency, particularly through the thermal aspect.
In this sense, this work includes a study of building heat, a general
study on Moroccan building's typology as well as on some thermal
regulations. A computer program that checks building conformity according
to the Moroccan proposed regulation was developed, particularly.
Remerciements
Tout d'abord, je tiens à exprimer mes profonds remerciements à M. Moulay
Larbi ABIDI, professeur à l'Ecole Mohammadia d'Ingénieurs (EMI), de
l'encadrement et de l'attention particulière qu'il a apportés à ce projet
de fin d'études. Qu'il soit remercié, également, pour son suivi minutieux
et ses directives précieuses.
Je voudrais remercier, ensuite, M. Azzeddine BOUYAHYAOUI, professeur à
l'EMI, de la disponibilité et de l'encadrement durant toute la durée du
projet.
Je remercie de même M. Taoufiq CHERRADI, professeur à l'EMI, de l'attention
qu'il a apportée à ce travail.
Mes vifs remerciements s'adressent également à Mme. Rachida IDCHABANI, de
l'Agence Nationale pour le Développement des Energies Renouvelables et de
l'Efficacité Energétique. Merci d'abord de m'avoir proposé la réalisation
de l'application de vérification, et puis de m'avoir fourni tous ces
documents qui ont été nécessaires à ce projet de fin d'études. Qu'elle soit
remerciée également de sa disponibilité, de sa patience et de ses
encouragements lors de la réalisation de l'application et lors de la
rédaction du rapport.
Je voudrais remercier aussi Pr. Mimoun ZOUKAGHE, professeur à l'EMI,
d'avoir accepté de juger ce travail.
Je remercie aussi M. Issam KABBAJ, professeur à l'EMI, de l'assistance dans
la partie application.
Et je tiens à remercier du fond du c?ur M. Mohammed SQUALLI, de m'avoir
assisté dans la conception et dans le développement de l'application.
Finalement, je ne pourrais clôturer cette rubrique sans exprimer mon
éternelle gratitude envers mes parents, qui m'ont toujours soutenu
moralement et matériellement.
Et un grand merci également à toute ma famille qui m'a toujours encouragé,
à mes amis et à toute personne ayant contribué à la réalisation de ce
travail.
Table des matières
INTRODUCTION 13 CHAPITRE 1 THERMIQUE DU BATIMENT 15 1. Introduction 15 1.1. L'enjeu énergétique 15 1.2. La situation énergétique nationale 17 2. Quelques définitions 18 2.1. La température 18 2.2. Energie et puissance thermiques 18 2.3. Le confort thermique 19 2.4. La conductivité thermique 23 2.5. La diffusivité thermique 24 2.6. La résistance thermique 25 2.7. Le coefficient de transmission thermique 25 2.8. Le facteur solaire 25 3. Le transfert de chaleur 26 3.1. Définition 26 3.2. La conduction thermique 28 3.3. La convection thermique 28 3.4. Le rayonnement thermique 29 3.5. Le bilan thermique 30 4. Performance énergétique d'un bâtiment 30 4.1. Les apports d'énergie dans le bâtiment 30 4.2. Les déperditions à travers l'enveloppe du bâtiment 30 4.3. Les combles et la toiture 32 4.4. Les parois verticales 32 4.5. Les menuiseries extérieures 32 4.6. Les ponts thermiques 33 4.7. Le sol 33 4.8. Le renouvellement d'air 33 5. Calcul du bilan énergétique d'un bâtiment 34 5.1. La résistance thermique d'échange superficiel 34 5.2. Résistance thermique totale 35 5.3. Le degré jour 36 5.4. Bilan thermique d'un bâtiment 37 5.4.1. Déperditions sur une période 38 5.4.2. Apports gratuits 42 5.4.3. Besoins en chauffage 43 5.4.4. Besoins en climatisation 44 6. Conclusion 44 CHAPITRE 2 TYPOLOGIE DU BATIMENT AU MAROC 46 1. Introduction 46 2. Le résidentiel 46 2.1. L'habitat économique 46 2.1.1. Murs extérieurs 47 2.1.2. Dalle sur terre plein 48 2.1.3. Toit 48 2.1.4. Les fenêtres 49 2.2. Le standing 50 3. Le tertiaire 50 4. Les matériaux de construction au Maroc 51 4.1.1. Gros ?uvre 52 4.1.2. Etanchéité 52 4.1.3. Revêtement 53 4.1.4. Menuiserie 53 4.1.5. Plomberie sanitaire 53 4.1.6. Electricité 54 4.1.7. Peinture 54 4.1.8. Vitrerie 54 4.1.9. Isolation 54 5. Les systèmes et les matériaux d'isolation 55 5.1. Systèmes d'isolation 55 5.1.1. L'isolation extérieure 55 5.1.2. L'isolation intérieure 55 5.1.3. L'isolation du noyau 55 5.2. Matériaux d'isolation 55 5.2.1. Classification et caractéristiques 55 5.2.2. Choix de l'isolant 58 5.3. Exemples types 58 5.3.1. Murs 58 5.3.2. Toit 59 5.3.3. Planchers 59 5.3.4. Fenêtres 59 5.3.5. Sources d'erreurs et défauts de construction typiques 60 6. Conclusion 62 CHAPITRE 3 LA REGLEMENTATION THERMIQUE DANS LE BATIMENT 63 1. Introduction 63 2. Les outils de la réglementation thermique 65 3. La réglementation française 66 3.1. Historique 66 3.2. La RT2012 67 4. La réglementation algérienne 69 5. La réglementation libanaise 70 6. La réglementation américaine 70 7. La réglementation suédoise 71 8. La réglementation britannique 71 9. Autres réglementations 72 10. Le projet de réglementation marocaine 72 10.1. Introduction 72 10.2. Approche d'élaboration 74 10.2.1. Le zonage climatique 75 10.2.2. Définition des spécifications techniques minimales des
performances thermiques des bâtiments 76 11. Conclusion 77 CHAPITRE 4 APPLICATION DE VERIFICATION SELON LE PROJET DE REGLEMENTATION
THERMIQUE MAROCAINE 79 1. Introduction 79 2. Organigramme et calculs de l'application 79 2.1. Organigramme 79 2.2. Calculs 82 6.1.1. TGBV 82 6.1.2. U et R 82 6.1.3. FS* 83 3. Présentation de l'application 86 4. Etude de cas 91 CONCLUSION 97 BIBLIOGRAPHIE 99 WEBOGRAPHIE 100 ANNEXE 1 : Zonage climatique 101 ANNEXE 2: Termes de référence de l'application 102 Liste des figures
Figure 1-1: Consommation d'énergie finale dans le monde en 2007 17 Figure 1-2: Structure du potentiel d'efficacité énergétique dans la région
de la méditerranée du sud sur la période 2010-2030 18 Figure 1-3: Production de la chaleur dans le coprs humain 21 Figure 1-4: Température opérative idéale en fonction de l'habillement et de
l'activité 23 Figure 1-5: Flux thermique définissant la conductivité thermique 24 Figure 1-6: Conductivités thermiques de quelques matériaux (W/m°C) 25 Figure 1-7: Facteur solaire 27 Figure 1-8