Températures de base, température du sol à -10 m

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jgh
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Températures de base, température du sol à -10 m

Message par jgh » 10 mai 2011 11:07

Bonjour,

J'ai comparé le calcul des déperditions de base par la norme ISO 12831 avec Pléiades.
Avec Pléiades, comme l'indiquent plusieurs sujets du Forum, il faut utiliser un fichier Météo à la température de base voulue et effectuer un calcul en désactivant les apports internes ; les apports solaires étant désactivés de fait en l'absence de rayonnement dans le fichier météo.
Je m'interroge en fait sur la prise en compte des échanges avec le sol.

1) Température du sol à -10 m
Pléiades donne la possibilité de définir la température du sol à une profondeur de 10 m.
Dans l'aide de Météocalc, vous indiquez que cette température du sol à -10 m est prise égale à la température moyenne à laquelle on ajoute 2 °C.
Si je vérifie pour le fichier météo La Rochelle (RT2005), la moyenne est 12,53 °C. En ajoutant 2 °C et en arrondissant, on trouve effectivement les 15 °C affichés dans Pléiades.

Pour La Rochelle, la température de base est -5 °C. Or le fichier météo correspondant indique une T(sol à -10m) = -3 °C. Cette valeur correspond au raisonnement précédent appliqué à une température constante de -5 ° C (-5 + 2 = -3), mais n'est pas du tout réaliste.
De plus, le fichier "Températude de base -06°C" ne suit pas cette règle et propose une T(sol à -10m) = 10 °C.
En fait, tous les fichiers compris entre -06 et -15 ont la même T(sol à -10 m) = 10 °C. Tous les autres suivent la règle T(sol à -10 m) = Tbase + 2 °C.

=> D'où une première question : quelle est la bonne T(sol à -10 m) en fonction de Tbase ?

2) Sens des échanges thermiques d'un local non chauffé avec le sol
Je me suis demandé, dans le cas d'un local non chauffé, quelle était la température pour laquelle les échanges thermiques avec le sol changeaient de sens.
Pour cela, j'ai modélisé un local (100 m2) dont les murs (2,50 m ht) et le toit sont extrêmement isolés et j'ai supposé qu'il n'y avait pas de pont thermique ni de ventilation (vues de l'esprit). Les seuls échanges ont donc lieu par le sol.
Résultats :
- En l'absence de consigne de chauffage, la température à l'intérieur du local se stabilise à un ou deux dixième de degré en dessous de T(sol à -10 m).
- L'influence de l'isolation du plancher en contact avec le sol est très faible.
- L'influence de la température extérieure de base est quasiment nulle (0,02 °C pour 10 °C d'écart).
- L'influence de la surface reste faible (0,13 °C de moins en passant de 100 à 10 m2 de plancher).

=> Si je me replace dans un cas réel, j'en déduis que dans le bilan des flux thermiques d'un local, le sol apporte de la chaleur à ce local lorsque sa température intérieure est inférieure à celle du sol à 10 m de profondeur.

3) Comparaison avec la norme ISO 12831
La norme ISO 12831 propose une méthode simplifiée pour calculer les déperditions avec le sol.
Dans le calcul du coefficient de déperdition intervient un terme lié à la moyenne annuelle de la température extérieure. Ainsi les déperditions par le sol sont proportionnelles à la différence (Tint - Tm,e).
Pour l'ISO 12831, le sol apporte donc de la chaleur au local lorsque Tint < Tm,e.
Des valeurs de Tm,e sont indiquées dans le complément national à la norme. Par exemple, pour Tbase = -5 °C, Tm,e = 12 °C.

=> Cette comparaison avec la norme ISO 12831 confirme qu'il ne faut pas considérer T(sol à -10 m) = Tbase + 2 °C, mais bien une valeur proche de Tm,e.

Etes-vous d'accord avec ces réflexions ?

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Re: Températures de base, température du sol à -10 m

Message par olivir » 10 mai 2011 13:16

jgh a écrit : 1) quelle est la bonne T(sol à -10 m) en fonction de Tbase ?
En fait quelle que soit la température de base, la température du sous-sol doit rester celle de la région d'accueil, conséquence du profil de températures annuelles "réelles". Je suppose qu'Izuba a choisi 10°C comme valeur par défaut des fichiers de températures de base parce que c'est la température de sous-sol la plus faible des stations météo françaises fournies (valeur critique).
jgh a écrit : 2) Si je me replace dans un cas réel, j'en déduis que dans le bilan des flux thermiques d'un local, le sol apporte de la chaleur à ce local lorsque sa température intérieure est inférieure à celle du sol à 10 m de profondeur.

Et de la fraîcheur dans l'autre cas, inertie du sol oblige.

jgh a écrit : 3) Cette comparaison avec la norme ISO 12831 confirme qu'il ne faut pas considérer T(sol à -10 m) = Tbase + 2 °C, mais bien une valeur proche de Tm,e.

Le sous-sol suit les variations des profils de temp. extérieures, avec un amortissement et un déphasage, si bien qu'à 10m, la température oscille très légèrement autour de Tm,e (amortissement très fort à cette profondeur).
On en a déjà parlé ici, et j'y indiquais que, pour mes propres "investigations", T(sol à -10 m) ~ Tm,e :

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Re: Températures de base, température du sol à -10 m

Message par jgh » 10 mai 2011 13:54

Merci Olivir pour vos réponses toujours très instructives.

En fait, je n'avais pas vu le récent message sur le sujet dans la rubrique Support technique MétéoCalc.

Si ce n'est pas indiscret, pouvez-vous indiquer la ou les références biblio qui vous ont permis d'établir votre graphique d'évolution de la température du sol ?

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Re: Températures de base, température du sol à -10 m

Message par olivir » 13 mai 2011 09:39

La thèse de P. Tittelein, que je viens de découvrir grâce à bertaud (merci !), constitue un bon résumé des méthodes existantes (p. 117).
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Re: Températures de base, température du sol à -10 m

Message par Régis » 13 mai 2011 11:36

Bonjour,

Dans le cas des données météo "température de base", nous conseillons d'adapter la température du sol à -10m en fonction de la température réelle extérieure, elle serait alors calculée en prenant la moyenne annuelle de l'air (sur une fichier météo réel) plus 2°C.

Cordialement.
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