Soutenance mémoire
Les bilans énergétiques effectués dans les bâtiments climatisés font apparaître que la part importante de la consommation électrique attribuable aux installations de conditionnement d’air se situe dans une plage de 50 à 60 % de la facturation électrique ; d’où l’intérêt de l’optimisation de la consommation énergétique dû à ces installations. Et ce-ci passe nécessairement par l’isolation thermique des bâtiments (mûr, plafond etc.), et des conduits d’air (gaines). C’est à la recherche d’un bon isolant que nous nous proposons de faire une étude thermique sur la filasse qui représente la texture des fibres du chanvre ou du sisal.
ORIGINE DU SISAL
Le sisal est originaire de l’est du Mexique .Sisal est également le nom de la fibre extraite des feuilles de cette plante. Le nom provient de la ville de Sisal situé dans la province du Yucatan.L’intérêt de cette plante poussera des pays européens comme, la Belgique et la France ; des pays américains comme, le Brésil, la Colombie, le Venezuela et Cuba à introduire cette plante dans leur agriculture. L’introduction du sisal en Afrique est à mettre à l’actif des colons.Il a été introduit au Congo par les Belges, en Afrique du Nord (Maroc et Algérie ) ,en Madagascar et en A.O.F (Haute-Volta ,Mali ,Guinée et Sénégal ) par les Français.
FAMILLE VEGETALE DU SISAL
Le sisal est une des nombres espèces du genre Agave Sisalana .C’ est une plante de moyenne taille de la famille des Agavacea de la classe des Liliopsida et de la sous – classe des Lilidea .
Nous avons fait une présentation du Sisal en donnant son origine, son morphologie ainsi que sa famille végétale ; nous ferons de même sur ce qui suit pour le chanvre.
ORIGINE DU CHANVRE
Le chanvre est une des premières plantes domestiquées par l’homme, au Néolithique, probablement en Asie, tout à la fois pour ses fibres solides, ses graines oléagineuses nourrissantes et les propriétés médicales de sa résine. Il a ensuite accompagné migrations et conquêtes pour se répandre sur tous les continents. L’origine géographique du chanvre n’est pas certaine : plaines de l’Asie centrale dans le secteur du lac Baïkal pour certains, région moyenne du fleuve Jaune en Chine pour d’autres, ou en contreforts indiens de l’Himalaya. Les plus anciennes traces archéologiques de son utilisation par l’homme ont été retrouvées en Chine, dans l’un des foyers de la révolution agricole néolithique. Les fouilles du site néolithique de Xianradong (dans le Jianxi), daté de 8000 av.J .C ont ainsi livré de la céramique, certains pots décorés de fibres spiralées de chanvre. Les principaux pays producteurs de chanvres industriels sont la Chine,la Russie,la Pologne,l’Ukraine,laTurqui,l’Espagne,la Roumanie,la Chili .
FAMILLE VEGETALE DU CHANVRE
Le chanvre (cannabis sativa L) connu aussi sous le nom latin cannabis est une espèce de plante de la famille des Cannabaceae.C’est la seule espèce actuellement acceptée du genre Cannabis. L’espèce Cannabis Sativa L a été subdivisée en de nombreux sous espèces.Cette subdivision est discutée par les botanistes : certains ne considèrent pas les différences des sous espèces comme suffisamment significatives pour le justifier.On peut néanmoins différencier quatre phénotypes bien distincts :
– Cannabis Sativa subsp Sativa, ou chanvre cultivé
– Cannabis Sativa subsp indien, ou chanvre indien
– Cannabis Sativa subsp spontanea, ou chanvre sauvage
– Cannabis Sativa subsp afghanica, ou chanvre afghan .
PROPRIETES ET APPLICATIONS DU CHANVRE
Actuellement les nouvelles tendances écologiques ont permis l’arrivée en puissance des biomatériaux .Les techniques et les connaissances permettent d’envisager des applications toujours variées pour le chanvre comme nous allons le voir. Déjà prescrit dans certains pays comme adjudant au traitement du cancer ou du sida ,des glaucomes de la dépression ;le chanvre a des propriétés analgésiques et anxiolytiques grâce au THC ( Tétra Hydro – Cannabinol ) qu’il contient ,substance psychotrope qui lutte contre les nausées et le manque d’appétit. Le chanvre peut être utilisé dans le domaine de l’automobile, ainsi Ford produit une voiture avec carrosserie en chanvre ; Diesel utilise l’huile de chanvre (ainsi que d’autre huiles végétales) comme carburant pour son moteur.
Il apparaît que le chanvre a un potentiel important en tant que source de biocarburant. Les fibres du chanvre offrent une multitude d’usages pour l’habillement, les sacs à dos, les moquettes, les matelas, les cordes pour ne nommer que quelques un. II pourrait être utilisé comme isolant dans le cadre du bâtiment du fait que sa filasse est imputrescible, ininflammable, pas comestible aux rongeurs et insectes ; mais surtout de son importante inertie thermique (capacité d’un matériau à accumuler de l’énergie thermique et à la restituer, par la suite sur une période de temps plus ou moins longue.
ETUDE DU TRANSFERT DE CHALEUR
SCHEMA DU DISPOSITIF D’ETUDE
Nous disposons d’un matériau de forme cylindrique de hauteur z et de rayon r, soumis sur les deux surfaces de bases à des températures en régime dynamique fréquentiel.
h1z : Coefficient d’échange thermique à la face surface de base avant
h2z : Coefficient d’échange thermique surface de base arrière
hr : Coefficient d’échange thermique uniforme sur toute surface latérale
Ta1 : Température imposée à la surface de base avant
Ta2 : Température imposée à la surface de arrière
T01 : Température maximale à la surface de base avant
T02 : Température maximale à la surface de base arrière
T1 : Température à la surface de base avant du matériau
T2 : Température à la surface de base arrière du matériau.
Les courbes montrent que la température est maximale à la surface de base où le coefficient d’échange est élevé (surface de base avant). La température diminue et à tendance à s’annuler si on entre en profondeur dans matériau ; ce qui montre la capacité de la filasse à retenir la chaleur.) où on a fait varier la fréquence excitatrice on obtient la même valeur maximale de la température à la surface de base avant ; par contre on assiste à une variation de cette valeur ) en fonction du coefficient d’échange fixé.
La densité de flux de chaleur croît avec l’augmentation du coefficient d’échange ; puis devient constante à partir d’une certaine valeur de h1, ce qui se traduit par le palier observé. Comme toujours le maximum atteint par la densité de flux de chaleur est d’autant plus importante que la fréquence est faible.
Dans cette étude nous avons fait dans une première partie une présentation du sisal et du chanvre.En effet, nous avons donné leurs origines, leurs propriétés et applications. Nous avons vu que ces deux plantes produisaient de la filasse qui pouvait être utilisée comme isolant dans le cadre du bâtiment vue son inertie thermique importante.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAGHIQUE
I- INTRODUCTION
II- 1 ORIGINE DU SISAL
II- 2 FAMILLE VEGETALE DU SISAL
II-3 ORIGINE DU CHANVRE
II-4 FAMILLE VEGETALE DU CHANVRE
II-5 PROPRIETES ET APPLICATIONS DU CHANVRE
DEUXIEME PARTIE : ETUDE THERMIQUE
I. INTRODUCTION
II. ETUDE DU TRANSFERT DE CHALEUR
II. 1 SCHEMA DU DISPOSITIF D’ETUDE
II.2 EXPRESSION DE LA TEMPERATURE ET DU FLUX DE CHALEUR
III. EVOLUTION DE LA TEMPERATURE
III.1 EN FONCTION DE LA PROFONDEUR Z DU MATERIAU
III -2 EN FONCTION DU RAYON
III-3 EVOLUTION DU COEFFICIENT D’ECHANGE
IV- EVOLUTION DE LA DENSITE DE FLUX DE CHALEUR
IV-1 EN FONCTION DE LA PROFONDEUR Z
IV-2 EN FONCTION DU RAYON
IV-3 EN FONCTION DU COEFFICIENT D’ECHANGE
V – IMPEDANCE DYNAMIQUE
V- 1 EQUIVALENCE ELECTRIQUE- THERMIQUE
VI-2 IMPEDANCE DYNAMIQUE DU MATERIAU
a) EXPRESSION
b) DIAGRAMME DE BODE DE L’IMPEDANCE
VI – CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES MATHEMATIQUES
