Samedi, 14 Juin 2014 13:20 - MAJ le 24 Janvier 2015

Adaptabilité face aux changements de température

EnviDura:

Le contenu sera principalement centré sur le confort que l'on admettra "subjectif", certes, mais ressenti.

Introduction

"Le confort peut être défini comme le degré de désagrément ou de bien-être produit par les caractéristiques de l'environnement intérieur d'un bâtiment. Une telle définition considère une interaction entre l'individu et l'espace qui l'entoure, c'est-à-dire, entre des conditions ambiantes physiquement mesurables et certaines conditions individuelles qui affectent notre perception.

La qualité de vie à l'intérieur de l'espace a été souvent rapprochée à une appréciation thermique en premier lieu."

La notion de confort thermique

"La notion de confort thermique, désigne l'ensemble des multiples interactions entre l'occupant et son environnement où l'individu est considéré comme un élément du système thermique, pour le définir on lui associe plusieurs paramètres, notamment: (voir tableau ci-dessous)".

Revenons sur les paramètres affectant le confort thermique

Les paramètres physiques d'ambiance, au nombre de quatre sont:

  • la température de l'air,
  • la température moyenne radiante,
  • la vitesse de l'air,
  • et l'humidité relative de l'air ;

Les paramètres liés à l'individu, sont multiples, on recense notamment deux paramètres principaux qui sont l'activité et la vêture de l'individu.

Isolation vestimentaire

L'isolation vestimentaire est l'isolation thermique que procurent les vêtements.
Un des rôles des vêtements est en effet de protéger des intempéries, et notamment du froid. Ils sont également utiles pour se protéger de la chaleur, notamment pour les professions liées au feu (métallurgie, pompiers)

Mécanismes d'isolation

Il y a trois modes de transfert thermique : la conduction (échanges de chaleur par contact), la convection (forme particulière de conduction qui met enjeu les mouvements de l'air, voire de l'eau en milieu aquatique) et la radiation.

L'air a une très faible conductivité thermique, mais par contre, il est très mobile. Il y a donc deux éléments essentiels dans la protection contre le froid :

  • couper le vent, pour l'empêcher de chasser la couche d'air chaud que l'on s'est constituée ;
  • maintenir une couche d'air immobile, en la piégeant par des fils (laine, fourrure, pilosité naturelle...).


Un troisième élément est l'humidité. En effet, l'eau est un bon conducteur thermique. Lorsque les vêtements sont mouillés, par la transpiration, par la pluie, par une immersion; l'eau va remplacer l'air entre les fils du vêtement et il se produit des fuites par conduction.

L'isolation thermique est donc optimale avec trois couches de vêtements :

  • une couche près du corps, pour l'hygiène, et dont le rôle est d'évacuer la transpiration, afin qu'elle ne reste pas au contact de la peau ;
  • une couche extérieure à maillage fin, coupe-vent, en général fine ; s'il y a un risque d'intempérie, c'est idéalement un vêtement imperméable, l'idéal étant un textile arrêtant les gouttes d'eau mais laissant passer la vapeur d'eau, ce qui permet d'évacuer la sueur (par exemple une membrane dite respirante) ;
  • entre les deux, une couche « épaisse » qui piège de l'air et empêche le contact entre la peau et la couche coupe-vent (celle-ci étant fine, elle prend vite la température de l'extérieur).

Les trois couches d'air entre la peau et les vêtements jouent aussi un rôle d'isolation. Ainsi, si les vêtements sont serrés (par exemple par les sangles d'un sac à dos), l'isolation est moins bonne à ces endroits.                                                           VIDEO

 RE VIDEO

Unité mesurant l'isolation thermique pour les vêtements:

Le clo est une unité mesurant l'isolation thermique utilisée pour les vêtements (cloths en anglais).
1 clo = 0,155 K·m²/W
C'est l'isolation qui permet à une personne au repos de maintenir l'équilibre thermique dans une atmosphère à 21 °C..

Quelques indications à propos des transferts de chaleur en compléments des paramêtres liés à l'individu :

Transfert thermique

Un transfert thermique, appelé plus communément chaleur, est un transfert d'énergie microscopique désordonnée. Cela correspond en réalité à un transfert d'énergie thermique entre particules.

Description

L'exemple le plus courant de situation mettant en jeu un transfert thermique est le système constitué de deux corps en contact et ayant des températures différentes. Le corps le plus chaud cède de l'énergie sous forme de chaleur au corps le plus froid. Il y a transfert thermique entre les deux corps.

Les modes de transferts thermiques

Il existe trois modes de transfert :

  • Conduction thermique : l'énergie se propage au sein d'un même corps ou passe d'un corps à un autre. Bien qu'il n'y ait pas de transfert de matière, il s'agit d'un phénomène de diffusion.
  • Convection : les différences de températures au sein d'un fluide engendrent des différences de masse volumique. Ainsi les particules se mettent naturellement en mouvement, les particules plus légères remontant etc. Ce déplacement de matière induit un déplacement de la chaleur.
  • Rayonnement : tous les corps émettent un rayonnement électromagnétique, on parle de rayonnement thermique. Par exemple, lorsqu'ils traversent un corps qui les absorbe, les rayonnements infrarouges induisent un dégagement de chaleur. Or, les yeux sont particulièrement sensibles à ces rayons. Les travailleurs de l'industrie du verre et de la métallurgie, en particulier, doivent être protégés.

 

EnviDura, pour conclure
Sujet complexe impliquant à la fois le ressenti de chacun d'entre nous face à l'ambiance thermique et l'agencement des moyens mis en oeuvre pour apporter une réduction à cet inconfort.

 

 

Pour approfondir le sujet:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Infrarouge 
http://fr.wikipedia.org/wiki/Spectre_visible 
http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_du_d%C3%A9placement_de_Wien

 

Sources :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Isolation_vestimentaire

http://fr.wikipedia.org/wiki/Confort_thermique

http://fr.wikipedia.org/wiki/Transfert_de_chaleur

http://www.inrs.fr/accueil/risques/phenomene-physique/rayonnement-optique/infrarouge.html