IV.1 Conductivité thermique
Le tableau 3.6 présente les résultats de la
conductivité thermique du composite
Tableau 3.6: conductivité
thermique des composites argile-Sissongo
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Formulation
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ë Moy. (W.m?.K?)
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Ecart-type
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Mesure 1
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Mesure 2
|
Mesure 3
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AS0 (0% fibres)
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0,422
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0,006
|
0,4244
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0,4252
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0,4149
|
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AS10f (10% fines)
|
0,391
|
0,004
|
0,3866
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0,3934
|
0,3916
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AS10g (10% grossières)
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0,388
|
0,010
|
0,3816
|
0,3824
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0,3989
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L'incorporation de 10% de fibres de Sissongo réduit la
conductivité thermique des composites par rapport à la matrice
argileuse pure. La conductivité diminue de 0,422 W.m?.K? (AS0) à
0,391 W.m?.K? (AS10f, -7,3 %) et 0,388 W.m?.K? (AS10g, -8,1 %). Ces
résultats confirment l'hypothèse H4 et montrent que les fibres de
Sissongo, malgré un taux de 10% seulement, contribuent à
améliorer l'isolation thermique du composite.
Avant estimation
(  )
Après l'estimation
(  )
Avant estimation
(  )
La réduction de conductivité thermique avec les
fibres s'explique par deux mécanismes complémentaires : (1) la
substitution partielle d'argile (ë 0,42 W.m?.K?) par des fibres (ë
0,04-0,12 W.m?.K?) réduit mécaniquement la conductivité
globale du composite selon la loi des mélanges ; (2) l'augmentation de
la porosité des composites (section 3.3.1) introduit des espaces d'air
(ëair 0,026 W.m?.K?) qui contribuent à réduire la
conductivité effective.
La qualité de l'identification thermique est excellente
pour les trois formulations : le critère D final est de 0,0025 pour AS0,
0,0026 pour AS10f et 0,0025 pour AS10g, à comparer aux valeurs initiales
D 63-96. Ces critères très bas confirment la bonne convergence
de l'algorithme de Newton-Raphson et la représentativité du
modèle thermique utilisé.
Comparées aux données de la littérature,
les conductivités thermiques obtenues (0,388 à 0,422 W.m?.K?)
sont cohérentes avec les valeurs habituellement rapportées pour
les argiles sèches kaolinitiques (0,30-0,50 W.m?.K?) et pour les
composites argile-fibre (0,20-0,45 W.m?.K?). Elles sont largement
inférieures à celles des matériaux à base de ciment
ordinaire (0,80-1,80 W.m?.K?) et surtout des tôles métalliques
(160-220 W.m?.K?), confirmant l'avantage thermique considérable des
composites argile-Sissongo par rapport aux couvertures métalliques
actuellement dominantes au Cameroun.
IV.2 Effusivité thermique
Nous avons présenté les résultats de
l'effusivité thermique dans le tableau 3.7.
Tableau 3.7: effusivité
thermique des composites argile-Sissongo
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Formulation
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E Moy. (J.m?².K?.s?/²)
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Ecart-type
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Mesure 1
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Mesure 2
|
Mesure 3
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|
AS0 (0% fibres)
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900,05
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4,580
|
905,24
|
896,57
|
898,34
|
|
AS10f (10% fines)
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829,99
|
1,375
|
831,56
|
828,98
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829,43
|
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AS10g (10% grossières)
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823,31
|
2,050
|
823,34
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825,35
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821,25
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L'effusivité thermique E mesure la capacité d'un
matériau à absorber ou céder de la chaleur à un
autre corps au contact. Elle diminue significativement avec l'incorporation de
fibres : de 900,05 J.m?².K?.s?/² (AS0) à 829,99
J.m?².K?.s?/² (AS10f, -7,8 %) et 823,31 J.m?².K?.s?/²
(AS10g, -8,5 %). Une effusivité plus faible signifie que le
matériau échange moins rapidement la chaleur avec son
environnement, ce qui est favorable pour le confort thermique des toitures :
l'énergie solaire est moins vite transmise à l'intérieur
du bâtiment.
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