Développement d’une méthode d’évaluation des propriétés radiatives et isolantes d’un matériau destiné aux enveloppes extérieures de bâtiments

Résumé

Alors que les épisodes caniculaires augmentent en intensité et en fréquence sous l’effet des changements climatiques, ils sont aggravés en zone urbaine par le phénomène d’îlot de chaleur urbain (ICU). Notamment, l’absence de végétation, la concentration en matériaux de construction pour les bâtiments et chaussées conduisent à l'absorption et à la rétention de la chaleur au sein de la zone urbaine, ce qui représente une menace pour la santé des résidents. Parmi les solutions d’adaptation des zones urbaines aux fortes chaleurs figure l’utilisation de revêtements dits « frais » pour les bâtiments. Ces revêtements ont des propriétés radiatives qui leur permettent de réduire l’absorption de la chaleur dans l’enveloppe du bâtiment tout en facilitant le relargage vers l’air extérieur de la chaleur absorbée. Toutefois, dans des régions présentant des étés chauds et des hivers froids comme le Québec (Canada), il est essentiel de compléter l'application de ces revêtements par des mesures d'isolation. Par ailleurs, le développement de parements extérieurs de bâtiment ayant de telles propriétés radiatives et isolantes est ralenti par la nécessité de caractériser isolément chacune de leurs propriétés thermiques. Il est donc essentiel de fournir aux industries une méthode expérimentale adaptable pour évaluer efficacement le comportement thermique global de leurs produits. Ce projet de recherche présente une méthode d’évaluation des performances radiatives et isolantes de matériaux destinés aux parements extérieurs de bâtiment utilisant des équipements communs: une lampe chauffante, de l’isolant de polystyrène expansé, une caméra thermique et des thermocouples. Les principaux transferts thermiques subis par une façade de bâtiment ont été reproduits et suivis à l’aide de l’évolution de la température à différents points sur le matériau étudié. De plus, une étude de cas a été intégrée à cette recherche et analysée au moyen de la méthode développée. Il s’agit d’un matériau composite à base de polyuréthane et de fibre de verre. Ce matériau a été recouvert par neuf peintures différentes dont les propriétés radiatives ont été analysées à l’aide de la méthode expérimentale. Les résultats ont montré que la méthode permet de distinguer qualitativement les matériaux en fonction de leur potentiel de participation aux ICU. Elle a aussi permis d’observer les aspects de surfaces qui influencent l’absorption de chaleur : la couleur et la rugosité. Tous les résultats expérimentaux ont été comparés à des simulations numériques. Celles-ci ont requis la caractérisation de toutes les données d’entrées, à savoir, les flux de transferts thermiques imposés et induits, mais aussi toutes les propriétés thermiques des matériaux qui sont sollicitées par ces transferts thermiques. Les résultats ont montré que les expériences et les simulations sont fortement corrélées, ce qui suggère que toutes les propriétés radiatives et isolantes d’intérêt ont été correctement observées au cours des expériences.

Date	2 nov. 2023
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Éric Lachance-Tremblay (Directeur(-trice)) & Diego Ramirez-Cardona (Codirecteur(-trice))