ÉTUDE EXPERIMENTALE DES PERFORMANCES THERMIQUES D'UN MUR EXTERIEUR EN BRIQUES CREUSES INCORPORANT DU MATERIAU A CHANGEMENT DE PHASE

Abstract

Étude expérimentale des Performances Thermiques d'un Mur Extérieur en Briques Creuses Incorporant du Matériau à Changement de Phase Résumé : Ce travail de mémoire de PFE s'inscrit dans un projet de recherche PRFU axé sur l'étude expérimentale des Performances Thermiques d'un Mur Extérieur en Briques Creuses Incorporant du Matériau à Changement de Phase (MCP). Les matériaux à changement de phase (MCP) sont fréquemment utilisés pour améliorer les performances thermiques des briques creuses frittées. Ces matériaux sont connus pour leur capacité à stocker et libérer de l'énergie thermique lors du processus de transition de phase, améliorant ainsi l'efficacité thermique des matériaux de construction. Cependant, l'incorporation de MCP dans les briques peut réduire considérablement l'inertie thermique du bâtiment, entraînant des fluctuations plus importantes des charges de climatisation et pouvant diminuer le confort thermique intérieur.Pour remédier à ce problème, les MCP sont stratégiquement intégrés dans les briques creuses afin de tirer parti du stockage de chaleur latente pour améliorer le comportement thermique. Un modèle expérimental a été développé pour simuler les processus de transfert de chaleur impliqués dans les phases de fusion et de solidification des MCP. Ce modèle a été validé par une expérience à grande échelle, qui a démontré une amélioration notable des performances thermiques des briques creuses grâce à l'inclusion de MCP.Les résultats expérimentaux ont révélé que l'intégration de MCP dans les briques creuses améliore significativement leur résistance thermique et leur inertie thermique. La capacité de stockage de chaleur latente des MCP permet aux briques d'absorber et de libérer la chaleur plus efficacement, conduisant à une meilleure régulation thermique à l'intérieur du bâtiment. Cette intégration permet de stabiliser la température intérieure, réduisant la dépendance aux systèmes de climatisation et améliorant le confort thermique global. Finalement, l'utilisation de matériaux à changement de phase dans les briques creuses améliore non seulement leur résistance thermique, mais contribue également à un environnement intérieur plus équilibré et confortable en atténuant les fluctuations de température et en augmentant l'inertie thermique. Cette approche innovante de la conception des matériaux de construction offre une solution prometteuse pour des bâtiments éco-énergétiques et thermiquement confortables. Mots clés : Stockage thermique, Matériaux à changement de phase, paraffine,temporisation. 2 Experimental Study of the Thermal Performance of an Exterior Hollow Brick Wall Incorporating Phase Change Material Abstract: This PFE thesis work is part of a PRFU research project focused on the experimental study of the Thermal Performance of an Exterior Hollow Brick Wall Incorporating Phase Change Material (PCM). Phase change materials (PCMs) are frequently used to improve the thermal performance of sintered hollow bricks. These materials are known for their ability to store and release thermal energy during the phase transition process, thereby improving the thermal efficiency of building materials. However, the incorporation of PCM into bricks can significantly reduce the thermal inertia of the building, leading to greater fluctuations in air conditioning loads and potentially decreasing indoor thermal comfort. To address this issue, PCMs are strategically integrated into hollow bricks to take advantage of latent heat storage to improve thermal behavior. An experimental model was developed to simulate the heat transfer processes involved in the melting and solidification phases of PCMs. This model was validated by a large-scale experiment, which demonstrated a notable improvement in the thermal performance of hollow bricks due to the inclusion of PCM. The experimental results revealed that the integration of PCM into hollow bricks significantly improves their thermal resistance and thermal inertia. The latent heat storage capacity of PCMs allows the bricks to absorb and release heat more efficiently, leading to better thermal regulation inside the building. This integration helps stabilize the indoor temperature, reducing dependence on air conditioning systems and improving overall thermal comfort. Ultimately, the use of phase change materials in hollow bricks not only improves their thermal resistance, but also contributes to a more balanced and comfortable indoor environment by dampening temperature fluctuations and increasing thermal inertia. This innovative approach to building materials design offers a promising solution for energy-efficient and thermally comfortable buildings. Keywords: Thermal storage, Phase change materials, paraffin, time delay. 3 دراسة تجريبية للأداء الحراري لجدار خارجي من الطوب المجوف يتضمن مادة متغيرة الطور ملخص : يعد عمل أطروحة PFE جز ًءا من مشروع بحث PRFU الذي يركز على الدراسة التجريبية للأداء الحراري لجدار الطوب المجوف الخارجي الذي يشتمل على مادة تغيير الطور (MCP .(تُستخدم مواد تغيير الطور بشكل متكرر لتحسين الأداء الحراري للطوب المجوف الملبد. وتعرف هذه المواد بقدرتها على تخزين وإطلاق الطاقة الحرارية أثناء عملية الانتقال الطورية، وبالتالي تحسين الكفاءة الحرارية لمواد البناء. ومع ذلك، فإن دمج PCM في الطوب يمكن أن يقلل بشكل كبير من القصور الحراري للمبنى، مما يؤدي إلى تقلبات أكبر في أحمال تكييف الهواء وربما تقليل الراحة الحرارية الداخلية. ولمعالجة هذه المشكلة، يتم دمج MCP بشكل استراتيجي في الطوب المجوف للاستفادة من تخزين الحرارة الكامن لتحسين السلوك الحراري. تم تطوير نموذج تجريبي لمحاكاة عمليات نقل الحرارة المتضمنة في مرحلتي الذوبان والتصلب تم التحقق من صحة هذا النموذج من خلال تجربة واسعة النطاق، والتي أظهرت تحسنًا ملحو ًظ للـ MCP .ا في الأداء الحراري للطوب المجوف بسبب إدراج PCM .كشفت النتائج التجريبية أن دمج MCP في الطوب المجوف يحسن بشكل كبير من مقاومتها الحرارية والقصور الذاتي الحراري. تسمح سعة تخزين الحرارة الكامنة في MCP للطوب بامتصاص الحرارة وإطلاقها بشكل أكثر كفاءة، مما يؤدي إلى تنظيم حراري أفضل داخل المبنى. يساعد هذا التكامل على استقرار درجة الحرارة الداخلية، وتقليل الاعتماد على أنظمة تكييف الهواء وتحسين الراحة الحرارية بشكل عام. في نهاية المطاف، فإن استخدام المواد المتغيرة الطور في الطوب المجوف لا يحسن مقاومتها الحرارية فحسب، بل يساهم أي ًضا في خلق بيئة داخلية أكثر توازنا ات درجات الحرارة وزيادة القصور الحراري. يقدم هذا النهج المبتكر ً وراحة من خلال تخفيف تقلب للمباني الموفرة للطاقة والمريحة حرارياً لتصميم مواد البناء حلاً واعدا . ً الكلمات المفتاحية: التخزين الحراري، مواد تغير الطور، البارافين، التأخير الزمني.