Etude de l'impact des modèles de confort sur la consommation énergétique des bà¢timents en zone tropicale

II-DIFFERENTES APPROCHES DU CONFORT

Dans la littérature nous distinguons deux types d'approche qui se sont développé et qui ont été ajouté dans diverse normes international pour satisfaire le confort intérieur.

II-1-La méthode Analytique : FANGER

Cette méthode est celle de Fanger développée dans les années 1970 ; Fanger expérimente les chambres climatiques contrôlées sur 1296 personnes exposes à des environnements thermique différents et ainsi développe son modèle de confort statique basé sur la thermorégulation qui garantit une température corporelle stable en utilisant des procédés physiologiques « afin de, maintenir un équilibre entre la chaleur produite par le métabolisme et la perte de chaleur du corps » [22] qui a pour résultat une sensation thermique neutre. Cette

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approche introduit deux indices permettant d'évaluer le confort thermique : le vote moyen prévisible PMV et le pourcentage d'insatisfait PPD.

Afin d'évaluer et quantifier les échanges de chaleur entre le corps et son environnement, Fanger a établi un modèle mathématique combinant les six variables représentant les principaux paramètres d'entrée du confort, à savoir les quatre grandeurs physiques liées à l'environnement (l'humidité relative, la température moyenne radiante, la température de l'air et la viscosité de l'air) mais aussi les deux variables personnelles (l'habillement et l'activité métabolique), représentées par le bilan thermique et qui ont été développé pour donner l'équation suivante :

M - W = (C + R + ??????) + _(C?????? + ????????) + (?????? + ??????) (3)

Avec

M : Taux métabolique, W/m².

W : Travail externe, W/m².

C + R : Perte de chaleur sensible par la peau, W/m².

Cres : Taux de perte de chaleur par convection respiratoire, W/m².

Eres : Taux de perte de chaleur par évaporation respiratoire, W/m².

Esk : Taux de perte de chaleur par évaporation cutanée, W/m².

Ssk : Taux de stockage de la chaleur dans la peau, W/m².

Scr : Taux de stockage de la chaleur dans le noyau (corps), W/m².

A partir de cette équation d'équilibre thermique et de ces expériences en chambres climatiques

contrôlées, Fanger a établi les indices PMV et PPD.

? Le PMV (Vote Moyen Prévisible)

Le PMV établi par Fanger permet de mesurer une sensation thermique globale du corps

humain à partir du métabolisme et donne la moyenne des votes en référence à une échelle de

sensation thermique. Les valeurs de l'indice PMV varient entre -3 et 3 comme l'indique-le

tableau 2.

Tableau 2 : Correspondances entre PMV et échelle des sensations thermiques.

Valeur de l'indice PMV	+3	+2	+1	0	-1	-2	-3
Sensation thermique	Chaud	Tiède	Légèrement tiède	neutre	Légèrement frais	Frais	Froid

Il est tout à fait normal que des conditions jugées comme confortables pour certaines personnes, ne le soient pas pour d'autres même si elles évoluent dans un seul et unique espace commun car les perceptions individuelles sont différentes. En effet, [23] ont démontré qu'il pouvait y avoir jusqu'à 1 unité de différence sur l'échelle de la sensation thermique d'ASHRAE

dans un même groupe soumis à un même environnement et aux mêmes conditions thermiques, ce résultat est tout autant vrai dans le travail de Fanger & Langkilde, cité par [23] ou ils avaient constaté des disparités dans l'appréciation du confort allant jusqu'à 1.15°C.

Fanger a ensuite associé le PPD (Pourcentage Prévisible D'insatisfaits) qui exprime le pourcentage des sujets « insatisfaits » de manière générale.

? Le PPD (Pourcentage Prévisible D'insatisfaits)

A cause des différents physiologiques il s'avère impossible de satisfaire tout le monde en réunissant des conditions « idéales » ; et le PPD exprime sous formes de pourcentage les sujets « Insatisfaits » d'une ambiance thermique déterminée.

Par contre, il est possible de créer un environnement dans lequel le pourcentage de personnes satisfaites est maximum, qui correspond aux conditions optimales de neutralité thermique du corps humain [Justin, K, p33]. Il reste néanmoins, en moyenne, 5 % d'insatisfaits lorsque le PMV est nul [24].

La norme ISO 7730 stipule que pour se situer dans la zone de confort thermique, il faut que : -0,5 < PMV < 0,5 soit PPD < 10 %

L'indice PPD (Predicted percentage of dissatisfied) qui est lié à l'indice PMV par l'équation :

PPD = 100 - 95 exp [-(0. 03353 PMV⁴ + 0.2179 PMV²)] (4)

Cette équation est représentée graphiquement par la Figure 5

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Figure 6: Représentation PPD en rapport avec le PMV d'après la norme ISO 7730 [25].

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