Procédure de caractérisation thermophysique d’un matériau à changement de phase composite pour le stockage thermique

Résumé

L’utilisation de matériaux à changement de phase ou MCPs permet de stocker et de restituer d’importantes quantités de chaleur dans des volumes réduits par la fusion ou la solidification à des températures spécifiques. Les matériaux à changement de phase suscitent un intérêt particulier pour la réduction de la consommation d’énergie par le chauffage ou la climatisation passive. Ils peuvent être insérés dans l’enveloppe des bâtiments pour augmenter leur capacité de stockage thermique. Dans cette étude, un dispositif expérimental original a permis de déterminer les propriétés thermophysiques d’un panneau mural composite constitué de MCPs. Les dimensions des échantillons sont comparables à celles de l’utilisation réelle afin de répondre aux limites des méthodes de calorimétrie classique qui utilisent de très faibles quantités d’échantillon. La conductivité thermique apparente et la chaleur spécifique ont été déterminées pour plusieurs températures. Lors du changement de phase, les quantités de chaleur totale et latente ainsi que les températures aux pics de fusion et de solidification ont été évaluées. Les résultats sont comparés aux données du manufacturier et à celles de la littérature. Des incohérences ont été constatées selon les sources. Malgré plusieurs différences relevées entre les résultats de ce projet et les données de référence disponibles, les résultats principaux coïncident avec les publications les plus récentes et permettent de valider l’utilisation de ce dispositif original. Le problème d’hystérésis lié au phénomène complexe de changement de phase et à la composition du matériau a été constaté et analysé. Les résultats permettent de proposer des recommandations sur les critères à respecter quant à la procédure de caractérisation et au dispositif expérimental à utiliser pour caractériser efficacement ces matériaux. L’intervalle de température et le taux d’évolution de la température influencent fortement les résultats et doivent être considérés lors de la caractérisation. De plus, le dispositif expérimental doit être conçu avec des puissances de sollicitations thermiques permettant d’imposer le même taux en chauffe et en refroidissement, ceci dans le but de pouvoir comparer les phénomènes de fusion et de solidification.

Date	1 août 2012
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Daniel Rousse (Directeur(-trice))