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L’eau est toujours présente dans l’atmosphère, au moins sous sa forme gazeuse invisible qui est la vapeur d’eau. L’humidité est l’un des plus graves facteurs de dégradation de la qualité de l’air intérieur d’un local. Respirer, transpirer, prendre un bain, faire de la cuisine…sont autant d’activités créatrices de vapeur d’eau. De l’eau qui circule également à l’intérieur des murs par propagation et détruit la cohérence des maçonneries. Ce qui nuit à la bonne isolation. Le volume de vapeur d’eau pour saturer l’air d’un local varie en fonction de la température. Ces deux grandeurs sont interdépendantes .
NOTION GENERALE
Facteur d’humidité de l’air
Dans un local, il existe beaucoup de sources de vapeur d’eau en provenance de l’extérieur par infiltration d’eau et en provenance de l’intérieur par notre activité quotidienne. Avec l’amélioration de l’étanchéité de l’enveloppe des bâtiments, le taux d’humidité à l’intérieur des logements a augmenté et elle peut nuire à la solidité de la construction et à la santé des occupants. Cette vapeur d’eau va se condenser sur les parois dès lors que le taux de vapeur contenu dans l’air atteint le taux de saturation. La condensation commence surtout sur les parois froides et les vitrages lorsqu’ils ne sont pas des isolants.
Certains matériaux comme le plâtre, le bois, la chaise, le tableau…, ou d’autres phénomènes tels que l’évapotranspiration, le vent de terre, de mer, la formation de rosée et son évaporation peuvent tamponner et réguler les variations de l’hygrométrie. L’air atmosphérique est en fait un mélange d’air sec et de vapeur d’eau en quantité variable, on peut les traduire par :
AIR HUMIDE = AIR SEC + VAPEUR D’EAU
L’humidité relative ou degré d’hygrométrie
L’humidité relative de l’air, couramment notée φ, correspond au rapport de la pression partielle de vapeur d’eau contenue dans l’air, Pvap ( θ), sur la pression de vapeur saturante ou tension de vapeur à la même température Psat (θ).
Il s’agit du pourcentage d’humidité, ou de vapeur d’eau, contenu dans l’air par rapport à la quantité maximale que peut contenir cet air avant de se condenser, c’est-à-dire avant de se transformer en gouttelettes d’eau. Ainsi, une humidité relative de 70% nous indique que l’air contient 70% du maximum de vapeur d’eau qu’il peut absorber à cette température.
Origines
Les origines d’un excès d’humidité dans une habitation sont variées, on peut citer entre autres :
➤ Les fuites provenant de l’extérieur
C’est souvent l’eau de pluie qui pénètre dans la maison par le toit ou un ruissellement sur les façades.
➤ Les fuites intérieures
Les appareils électroménagers, les canalisations d’apport et d’évacuation d’eau sont parfois défectueux.
➤ La capillarité
L’eau remonte à l’intérieur des murs en utilisant les matériaux de construction comme transporteurs. L’humidité se manifeste alors dans la partie basse des pièces au rez-dechaussée, entre 0 et 1m. du sol environ.
➤ La stagnation de vapeur d’eau
Elle se trouve en général dans la salle d’eau, la cuisine, la chambre, la lingerie, le lavage des sols,… Une grande quantité de vapeur d’eau produite dans une pièce entraîne une condensation venant aggraver le bilan de l’humidité d’habitation. Il faut alors aérer naturellement ou mécaniquement les pièces.
A titre indicatif, une personne peut produire 3 à 5 litres de vapeur d’eau par jour pour sa respiration.
➤ La condensation
Cette vapeur d’eau contenue dans l’air se transforme en eau quand la température de l’air baisse pour atteindre le point de rosée.
C’est au niveau des vitrages, des murs peu isolés, des ossatures formant pont thermique que va se former la condensation.
Les capteurs
N. MIDOUX [5], dans son ouvrage, affirme que les capteurs sont le premier maillon de la chaîne de mesure. L’un de ses éléments appelé détecteur, est mis en contact avec le corps pour étudier le phénomène. Pour mesurer le taux d’humidité de l’air, nous pouvons citer quelques appareils de mesure comme le psychromètre et l’hygromètre. Nous avons le thermomètre pour la mesure de la température, que nous allons définir ci-dessous. Ces capteurs ont différentes gammes selon l’année de création et pour les plus récents, ils sont les plus fidèles, plus performants et ont un temps de réponse quasi-instantané. On a une bonne fidélité de l’appareil lorsque la dispersion de la distribution des erreurs est faible.
LE PSYCHROMETRE
On peut mesurer le taux d’humidité à l’aide d’un psychromètre. Cet instrument est formé de deux thermomètres : le thermomètre « sec », qui mesure la température de l’air ambiant, et le thermomètre « mouillé » dont l’extrémité est entourée d’une mousseline humide.
En s’évaporant, l’eau de la mousseline abaisse la température du thermomètre mouillé. Plus l’air ambiant est sec, plus la température du thermomètre mouillé diminue; à l’inverse, plus l’air ambiant est humide, moins la température du thermomètre mouillé diminue. La différence de température entre les deux thermomètres donne donc une indication du taux d’humidité.
Rappelons que la psychrométrie est un terme employé pour désigner le domaine scientifique concernant la détermination des caractéristiques physiques et thermodynamiques d’un mélange gaz vapeur. L’hygrométrie est le cas particulier du mélange air-vapeur d’eau.
Température de bulbe sec
La température de bulbe sec notée Tsec est la température donnée par un thermomètre sec, placé dans un courant d’air humide et protégé des rayonnements parasites venant d’objets froids ou chauds.
Température de bulbe humide
La température de bulbe humide notée Th est indiquée par un thermomètre placé dans un linge humide soumis à un courant d’air.
Température de rosée
Le point de rosée ou température de rosée notée Tr est la température à laquelle un air humide est à la pression de vapeur saturante. A cette température le liquide ne peut plus emmagasiner de la vapeur d’eau sans que celle-ci ne se condense.
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Table des matières
INTRODUCTION
1ERE PARTIE: RAPPELS D’ORDRE GENERAL
CHAPITRE I: NOTION GENERALE
I.1 Facteur d’humidité de l’air
I.2 Composition de l’air
I.3 L’humidité relative ou degré d’hygrométrie
I.4 Origines
I.5 Les capteurs
I.5.1 LE PSYCHROMETRE
I.5.1.1 Température de bulbe sec
I.5.1.2 Température de bulbe humide
I.5.1.3 Température de rosée
I.5.2 HYGROMETRE A CHEVEU SYNTHETIQUE
I.6 La température
I.7 Evaporation
CHAPITRE II: EFFET PATHOLOGIQUE
II.1 Symptômes des voies respiratoires
II.2 Allergies respiratoires
II.3 Symptômes non respiratoires
II.4 Allergies cutanées
2EME PARTIE: DESCRIPTION DES PHENOMENES PHYSIQUES A L’INTERIEUR D’UN LOCAL
CHAPITRE III: MILIEU D’ETUDES
III.1 Localisation de la zone d’étude
III.2 Variation de température selon l’altitude
III.3 Climat
III.4 Fraction d’insolation
III.5 Cas du laboratoire M.P.E.
III.5.1 DESCRIPTION DE LA PAROI ET LES EQUIPEMENTS DANS LE L.M.P.E.
III.5.2 ORIENTATION DU LOCAL
III.5.3 CARACTERISTIQUES DES OBJETS DANS LE L.M.P.E
III.5.4 LE DISPOSITIF D’AERATION
III.6 Cas du logement universitaire
III.6.1 DESCRIPTION DE LA PAROI DU BATIMENT
III.6.2 ORIENTATION DU LOCAL
III.6.3 CARACTERISTIQUES DES OBJETS DANS LE LOGEMENT UNIVERSITAIRE
CHAPITRE IV: DESCRIPTIONS MATHEMATIQUES DES TRANSFERTS DE CHALEUR ET DE L’HUMIDITE A L’INTERIEUR DU LOCAL
IV.1 Echanges thermiques
IV.1.1 RAYONNEMENT
IV.1.2 CONVECTION
IV.1.3 CONDUCTION
IV.2 Echanges hydriques
IV.2.1 OCCUPANTS
IV.2.2 LES MURS
IV.2.3 PRESSION CAPILLAIRE (pc)
IV.2.4 REPRESENTATION MATHEMATIQUE DE LA CONSERVATION DE MASSE ET DE L’ENERGIE EN MILIEU POREUX
IV.3 Les phénomènes physiques intervenant dans le local
IV.3.1 EVAPOTRANSPIRATION (ETP)
IV.3.2 LES REMONTEES CAPILLAIRES
3EME PARTIE: EXPERIMENTATIONS
CHAPITRE V: METHODOLOGIES ET DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX
V.1 But de l’expérience
V.2 Méthodologies
V.2.1 APPAREILS UTILISES
V.2.2 LINEARITE DE L’HYGROMETRE
V.2.3 SUPPORT DE L’HYGROMETRE
V.2.4 MESURES EXPERIMENTALES
V.2.5 LIMITE ET CONTRAINTE DE L’ETUDE
V.3 Les paramètres constitutifs pour analyser un local
CHAPITRE VI: CAS DU LABORATOIRE DE MECANIQUE ET PHYSIQUE DE L’ENVIRONNEMENT (L.M.P.E)
VI.1. Charge externe
VI.1.1 APPORT DE CHALEUR A L’INTERIEUR
VI.1.2 APPORTS D’HUMIDITE PAR LES PAROIS
VI.1.2.1 La teneur en eau, humidité absolue ou rapport de mélange
VI.1.2.2 Masse volumique
VI.1.3 VARIATION DE L’HUMIDITE PENDANT L’OUVERTURE DE LA PORTE PRINCIPALE
VI.2 Charge interne
VI.2.1 ECLAIRAGES
VI.2.2 APPORT DE CHALEUR PAR LES OCCUPANTS
VI.2.3 VARIATION DE L’HUMIDITE POUR UN NOMBRE DE 13 PERSONNES
VI.2.3.1 Exigence hygrométrique de confort des occupants d’un local
VI.2.3.2 Exigence hygrométrique de conservation d’un local
VI.2.4 VARIATION DE L’HUMIDITE RELATIVE EN SAISON CHAUDE ET FROIDE
VI.2.5 EVAPORATIONS LOCALES (Eloc)
CHAPITRE VII: CAS DU LOGEMENT UNIVERSITAIRE
VII.1 Eclairage
VII.2 Variation de l’humidité en présence de l’eau portée à l’ébullition
VII.3 Variation de l’humidité relative durant une période de pluie à l’intérieur du logement
VII.4 Apport de la chaleur par rayonnement solaire
ETUDE COMPARATIVE DE DEUX LOCAUX ET INTERPRETATIONS
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXE
