Formulation et caractérisation de matériaux composites de stockage thermique

application à la climatisation passive

Type de document : Thèse

Numéro national de thèse : 1988COMP102

Par : Diatta, El Hadj Saliou (19..-....). Auteur

Résumé(s) :

  • Nous proposons un matériau nouveau à structure composite de forte inertie thermique pour améliorer le confort thermique dans l'habitat. Le nouveau matériau pourra être intégré facilement dans la structure des bâtiments soit sous forme de composant passif d'inertie, soit en tant que composant actif (accumulateur ventilé) ayant pour objet non seulement la gestion des apports intermittents, mais surtout de jouer un rôle important de régulation thermique destiné à la suppression des surchauffes. La formulation du matériau est basée sur une recherche très poussée de constituants qui a permis le choix d'un matériau à changement de phase à forte chaleur latente, l'hexahydrate de chlorure de calcium ou CaC12, 6 H20, et une résine liante, en tant qu'éléments compatibles et satisfaisant les critères technologiques et économiques du bâtiment. La structure du matériau est un composite de particules granulaires de CaCl2, 6H2O en forte proportion pondérale d'environ 70 % finement dispersées dans la masse matricielle de la résine de bonne résistance mécanique. Des mesures expérimentales ont permis la qualification du matériau composite par la détermination de ses caractéristiques thermo physiques notamment la capacité calorifique équivalente en fonction de la température, la conductivité thermique ainsi que la masse volumique. Les performances en climatisation passive de dalles à base du matériau, testées sur une cellule expérimentale dont l'une des faces est constituée avec ce type de parement par cyclage (diurne-nocturne), démontrent une efficacité très supérieure à celle du béton lourd.
  • A new composite structure material with a large thermal inertia is proposed to improve thermal comfort in buildings. This new material can be integrated easily into architectural structures as an inertia passive element or as an active element (ventilated thermal energy storage collector) with the aim not only to be used in intermittent heat supply management but also effectively to perform an efficient room temperature control assigned to overheating suppression. Production of the composite material involved a thorough research of constituents which led us to choose a phase change material with a high latent heat of fusion, the calcium chloride hexahydrate or CaCI2, 6H20 and a cross-linkable resin. These components must be able to coexist without reacting chemically with one other and satisfy building technical and economical criteria - The material is a composite structure of granular particules of CaCI2, 6H20 in a great amount 70 %, by weight dispersed throughout the rigid resin matrix. Experimental measures were led to determine the thermophycal properties of the composite material such as its specific heat versus the temperature, thermal conductivity and density. Performances tests of the composite material tiles in a passive air-conditioning were carried out by day/night cycling in an experimental cell having only one wall built with the material (the other walls being insulated). These tests proved an efficiency of the composite material wall sharply higher than that of a heavy concrete wall.

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