Activites de recherche et formation doctorale

1.7 : Les transferts par rayonnement

Bien que les transferts thermiques dans les enceintes habitées se déroulent à des températures relativement basses, les phénomènes radiatifs y occupent une part très importante. En effet, à ces niveaux de température, les effets du rayonnement infra rouge sont équivalents à ceux de la convection naturelle, et ont une grosse importance sur le confort thermique des usagers.

De plus, l’ensoleillement est une perturbation majeure pour les ambiances, de même que les pertes radiatives nocturnes.
La prise en compte précise des échanges radiatifs est donc un point essentiel pour la précision des modèles de comportement des ambiances habitées.
Par contre, l’air reste transparent aux rayonnements dans les applications qui nous concernent, les seuls milieux semi transparents considérés seront les vitrages.
Dans la plupart des cas traités, nous nous sommes contentés de travailler en ne considérant que 3 bandes spectrales : les 2 premières (visible et proche infra rouge : longueur d’onde < 2,5 m) correspondent au spectre de la lumière solaire, la troisième étant réservé à l’infra rouge lointain (émission des corps à température ambiante).
Enfin, nous avons déterminé les échanges par rayonnement entre l’enveloppe et l’ambiance extérieure (y compris le ciel), ainsi que la redistribution des températures par échanges radiatifs entre les paroi internes.
La méthode mise au point passe par un premier calcul préliminaire : la détermination des facteurs de forme entre les surfaces issues du découpage de l’enveloppe. Cette opération n’a lieu qu’une fois par étude simulation.
Ensuite, on doit calculer la position des tâches solaires, qui, elles, se déplacent dans le temps, soit lentement (course apparente du soleil pour enceinte immobile), soit très rapidement (cas d’un véhicule en roulage sur une route sinueuse).
Enfin, les échanges radiatifs entre surface peuvent être calculés, et intégrés aux bilans thermiques de chacune d’elle, par une méthode des éclairements radiosités. Cette méthode sous-entend que l’ensemble des surfaces est diffusant quant à la réflexion des rayonnements reçus, ce qui, globalement, est le cas pour la plupart des surfaces internes des enceintes habitables.