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La thermographie du bâtiment

De
217 pages
Le réchauffement climatique et la fin inéluctable des énergies fossiles ont fait de la performance énergétique du bâtiment un enjeu majeur. La consommation de chauffage, inutilement élevée, constitue un gisement d'économies et, parallèlement, l'amélioration de la qualité de la construction dans le respect de normes est un défi que les métiers du bâtiment se sont engagés à relever. Deux outils se distinguent qui contribuent à la performance et assurent son expertise : l'infiltrométrie et la thermographie.



Cette dernière n'était pas encore formalisée ; c'est l'objet de cet ouvrage. La matière émet un rayonnement parfois visible (corps chauffé au rouge, flamme,...) mais le plus souvent invisible. Comme il est dû à la température de la matière, on l'appelle rayonnement thermique. Au moyen de la caméra thermique, la thermographie cartographie les rayonnements : c'est l'image thermique - et elle les mesure : c'est le thermogramme. La maîtrise de la thermographie conduit à la cartographie des déperditions radiatives et à la caractérisation quantitative des défauts de l'enveloppe.



L'ouvrage contient les principes, les applications et, surtout, les outils d'interprétation des thermogrammes. L'auteur y explique dans le détail l'approche que doit impérativement maîtriser le thermographe sous peine d'interprétation erronée, un risque omniprésent en thermographie du bâtiment.




  • Introduction à la thermographie du bâtiment


  • Les fondements de la pratique


    • Eléments de thermique du bâtiment


    • Rayonnements et propriétés radiatives des matériaux


    • La caméra thermique : caractéristiques utiles et considérations pratiques


    • Que mesure la caméra thermique ?




  • L'élaboration du diagnostic thermographique


    • Le cadre normatif en thermographie


    • Le diagnostic thermographique


    • La simulation thermique




  • Cheminement : de l'analyse au rapport


    • Les applications de la thermographie


    • Dans le bâtiment


    • Des irrégularités qui ne sont pas des défauts


    • L'interprétation des images thermiques et des thermogrammes


    • Les documents du diagnostic thermographique




  • Conclusion : l'avenir de la thermographie du bâtiment

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La thermo-graphie du bâtiment
L’EFFICACITÉÉNERGÉTIQUE DU BÂTIMENT
PRINCIPES ETAPPLICATIONSDU DIAGNOSTICTHERMOGRAPHIQUE
La thermographie du bâtiment
PRINCIPES ETAPPLICATIONS DU DIAGNOSTICTHERMOGRAPHIQUE
Le réchauffement climatique et la fin inéluctable des énergies fossiles ont fait dela performance énergétique du bâtimentLaenjeu majeur. un consommation de chauffage,inutilement élevée,constitue un gisement d’éco-nomies et,parallèlement,l’amélioration de la qualité de la constructiondans le respect de normes est un défi que les métiers du bâtiment se sont engagés à relever.Deux outils se distinguent qui contribuent à la performance et assurent son expertise: l’infiltrométrieetla thermographie. Cette dernière n’était pas encore formalisée ;c’est l’objet de cet ouvrage. La matière émet un rayonnement parfois visible (corps chauffé au rouge, flamme, …)mais le plus souvent invisible.Comme il est dû à latempérature de la matièrel’appelle rayonnement, onthermiquemoyen de la. Aucaméra thermique, lathermographiecartographie lesrayonnements :c’est l’image thermique – et elle lesmesurele: c’estthermogramme. Lamaîtrise de la thermographie conduit à la cartographie des déperditions radiatives et àla caractérisation quantitative des défauts de l’enveloppe. L’ouvrage contient les principes,les applications et,surtout, lesoutils d’inter-prétation des thermogrammes.L’auteur y explique dans le détaill’approche que doit impérativement maîtriser le thermographesous peine d’in-terprétation erronée,un risque omniprésent en thermographie du bâtiment.
I.La pratique Éléments de thermique du bâtiment – Rayonnement et propriétés radiatives des matériaux – La caméra thermique – Que mesure la caméra thermique? II.Le diagnostic Le cadre normatif – Le diagnostic thermographique –La simulation thermique
Détail d’une thermographie révélant l’isolation intérieure partielle d’un pavillon, avec les ponts thermiques. (cliché de l’auteur)
Ingénieur de l’École centrale de Lyon, pionnier de la thermographie,fondateur et président de l’Institut de laThermo-graphie, associationdes thermographes professionnels,Dominique Pajaniest notamment l’auteur de l’article «Thermographie »auxTechniques de l’Ingénieuret d’une centaine d’articles de recherche ou d’application portant sur la thermographie. Concepteurde caméras thermiques et des logiciels associés, créateur du congrès nationalTHER-MOGRAM’, expertjudiciaire, acteur technique de la certification COFRAC de thermographe du bâtiment,c’est en qualité de formateur qu’il a développé un ouvrage complet sur sa spécialité.
III.De l’analyse au rapport Les applications de la thermographie dans le bâtiment – Des irrégularités qui ne sont pas des défauts – L’interprétation des images thermiques et des thermogrammes – Les documents du diagnostic. Annexes théoriques et techniques Index
Destiné aux professionnels du bâtiment (diagnostiqueur et expert immobilier, ingénieur du bâtiment, bureau d’études thermiques et bureau de contrôle, architecte et construc-teur, maître d’ouvrage et maître d’œuvre faisant appel aux thermographes), c’est un ouvrage technique, clair, complet et détaillé. À jour des outils et des connaissances, il livre de surcroît les clés de l’interprétation des thermogrammes à l’heure où les acteurs du bâtiment et les donneurs d’ordre sont de plus en plus nombreux à s’intéresser au diagnostic thermographique. On verra comment il permet d’améliorer la performance énergétique du bâti existant, d’en contrôler la rénovation et, dans le neuf, de valider les solutions constructives et les mises en œuvre.
Code éditeur : G13391 ISBN : 978-2-212-13391-2
Là ThERmogRàphIE du bâTImEnT
PRIncIpEs ET àpplIcàTIons du dIàgnosTIc ThERmogRàphIquE
Dans la même collection
Alain Garnier,Le bâtiment à énergie positive. Comment maîtriser l’énergie dans l’habitat ?, 2012
Louis-Paul Hayoun & Aurian Arrigoni,Les installations photovoltaïques, 2010
Armand Dutreix,Bioclimatisme et performances énergétiques des bâtiments, 2010
Christine Charlot-Valdieu & Philippe Outrequin,Écoquartier mode d’emploi, 2009
DomInIquE PàjànI
Là ThERmogRàphIE du bâTImEnT
PRIncIpEs ET àpplIcàTIons du dIàgnosTIc ThERmogRàphIquE
Groupe Eyrolles 61, bd Saint-Germain 75240 Paris Cedex 05
www.editions-eyrolles.com
Malgré le soin qu’ont apporté l’auteur et l’éditeur à l’identification des ayants droit de toutes les illustrations figurant dans l’ouvrage, il se peut que certaines images aient été incorrectement attribuées. L’éditeur remercie par avance les lecteurs qui voudront bien le lui signaler pour qu’il régularise les autorisations.
En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans autorisation de l’éditeur ou du Centre Français d’Exploitation du Droit de Copie, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris. © Groupe Eyrolles, 2010, ISBN : 978-2-212-13391-2
SOMMaiRE
AvAnt-propoS........................................................................................................................... 10 IntroductIon à lA thermogrAphIe du bâtIment............................... 13
Partie i leS fondementS de lA prAtIque........................................................................ 23 1de thermIque du bâtIment| ÉlÉmentS........................................................... 24 2| rAyonnementSet proprIÉtÉS rAdIAtIveS deS mAtÉrIAux............ 37 3: cArActÉrIStIqueS utIleS| lAcAmÉrA thermIque  etconSIdÉrAtIonS prAtIqueS.............................................................................. 56 4?| que meSure lA cAmÉrA thermIque................................................................. 69
Partie ii l’ÉlAborAtIon du dIAgnoStIc thermogrAphIque....................... 87 5| le cAdre normAtIf en thermogrAphIe......................................................... 88 6| le dIAgnoStIc thermogrAphIque...................................................................... 93 7| lASImulAtIon thermIque........................................................................................ 110
Partie iii chemInement :de l’AnAlySe Au rApport................................................. 123 8ApplIcAtIonS de lA thermogrAphIe| leS  dAnSle bâtIment............................................................................................................. 124 9| deSIrrÉgulArItÉS quI ne Sont pAS deS dÉfAutS................................... 150 10deS ImAgeS thermIqueS| l’InterprÉtAtIon  etdeS thermogrAmmeS............................................................................................. 160 11documentS du dIAgnoStIc thermogrAphIque| leS.......................... 175 concluSIon :l’AvenIr de lA thermogrAphIe du bâtIment......... 191
AnnexeS.......................................................................................................................................... 193
taBLE DEs MaTièREs
AvAnt-propoS..................................................................................................................... 10 IntroductIon à lA thermogrAphIe du bâtIment......... 13 Partie i leS fondementS de lA prAtIque........................................................... 23 1de thermIque du bâtIment| ÉlÉmentS........................................... 24 IntroductIon ....................................................................................................................................24 La température ...............................................................................................................................24 Les troIs modes de transfert de chaLeur ..........................................................................25 La paroI pLane homogène............................................................................................................25 La paroI pLane homogène « réeLLe »........................................................................................31 Les ponts thermIques ..................................................................................................................31 dynamIque des bâtIments ...........................................................................................................33 2et proprIÉtÉS| rAyonnementS  rAdIAtIveSdeS mAtÉrIAux ............................................................................ 37 Le spectre des rayonnements..................................................................................................37 L’émIssIon du rayonnement .......................................................................................................38 rayonnement réfLéchI ou transmIs ......................................................................................41 Les unItés de rayonnement .......................................................................................................42 bILan radIatIf....................................................................................................................................43 émIssIvIté ...........................................................................................................................................44 facteur de réfLexIon et type de réfLexIon .........................................................................47 consIdératIons croIsées ............................................................................................................52 facteur de transmIssIon ............................................................................................................54 3: cArActÉrIStIqueScAmÉrA thermIque| lA  utIleSet conSIdÉrAtIonS prAtIqueS .............................................. 56 deux espaces dIstIncts : Image et mesure ............................................................................56 bande spectraLe.............................................................................................................................58 résoLutIon spatIaLe.......................................................................................................................58 fréquence Image ............................................................................................................................59 courbe d’étaLonnage....................................................................................................................60
exactItude et compensatIon de dérIve.................................................................................. besoIns en révIsIon et réétaLonnage ................................................................................... résoLutIon thermIque, ou netd ............................................................................................... unIformIté de réponse ................................................................................................................ cadrage thermIque : range & LeveL ........................................................................................ grandeurs d’InfLuence............................................................................................................... enregIstrement du fIchIer-Image .......................................................................................... compLéments de La caméra ....................................................................................................... synthèse sur Le choIx de La caméra thermIque ............................................................... choIx de La paLette de couLeurs..............................................................................................
4| que meSure lA cAmÉrA thermIque?.................................................. généraLItés ...................................................................................................................................... La transcrIptIon en température .......................................................................................... déperdItIons énergétIques : généraLItés ........................................................................... La déperdItIon radIatIve .............................................................................................................. LeΔdéperdItIon radIatIve........................................................................................................... Le nombre seId ................................................................................................................................ La mesure du « u » d’une paroI ................................................................................................... Le facteur de température f................................................................................................ rsI concLusIons ..................................................................................................................................... exercIces ...........................................................................................................................................
60 61 61 62 62 65 65 66 67 67
69 69 69 72 74 75 76 79 82 83 84
Partie ii l’ÉlAborAtIon du dIAgnoStIc thermogrAphIque... 87 5| le cAdre normAtIf en thermogrAphIe........................................ 88 Les normes........................................................................................................................................88 La certIfIcatIon ...............................................................................................................................89 La norme appLIcatIve nf en 13187.............................................................................................90 6| le dIAgnoStIc thermogrAphIque....................................................... 93 Les condItIons de L’InterventIon............................................................................................. 93 La boîte à outILs du thermographe ........................................................................................96 recommandatIons au débutant ...............................................................................................98 mesure éventueLLe des «troIs températures » ...............................................................103 examen depuIs L’IntérIeur ..........................................................................................................104 examen depuIs L’extérIeur..........................................................................................................108 sauvegarde des données ...........................................................................................................109 InterprétatIon des Images thermIques................................................................................109
7
8
7| lASImulAtIon thermIque............................................ ................................. 110 à queL thermogramme s’attendre ?........................................................................................110 un exempLe : Le défaut d’IsoLatIon thermIque ...................................................................111 LImIte de détectIon d’un défaut d’IsoLatIon....................................................................... 112 sImuLatIon d’un pont thermIque matérIeL ..........................................................................113 sImuLatIon d’un pont thermIque géométrIque..................................................................115 sImuLatIon d’un tabLeau d’ouverture ...................................................................................119 probLèmes générés par L’Ite .....................................................................................................119 sImuLatIon de La convectIon natureLLe ...............................................................................120
Partie iii chemInement :de l’AnAlySe Au rApport ................................. 123 8ApplIcAtIonS de lA thermogrAphIe| leS  dAnSle bâtIment..................................................................................................... 124 L’IsoLatIon thermIque....................................................................................................................124 Les ponts thermIques ..................................................................................................................130 Les probLèmes LIés à L’aIr............................................................................................................ 130 Les probLèmes LIés à L’eau ..........................................................................................................134 Le confort thermIque ..................................................................................................................136 thermographIe des menuIserIes ............................................................................................138 cLassIfIcatIon des déperdItIons : thermographIe comparatIve.................................142 9IrrÉgulArItÉS quI ne Sont pAS deS dÉfAutS| deS............... 150 varIatIon du coeffIcIent d’échange superfIcIeL radIatIf..............................................151 varIatIon du coeffIcIent d’échange superfIcIeL convectIf .........................................152 varIatIon de La tamb de La paroI ...............................................................................................154 varIatIon de La ter de La paroI...................................................................................................155 varIatIon de La température IntérIeure du bâtI ...............................................................155 varIatIon de type de réfLexIon des paroIs ...........................................................................156 varIatIon des condItIons météo et InertIe des structures.........................................158 10| l’InterprÉtAtIon deS ImAgeS thermIqueS  etdeS thermogrAmmeS................................................................................... 160 préambuLe......................................................................................................................................... 160 L’InterprétatIon thermographIque ........................................................................................160 L’InterprétatIon thermIque .......................................................................................................162 exempLe d’InterprétatIon...........................................................................................................166