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Apports solaires, effet de serre; quelques notions:

Notre planète Terre carbure à l’énergie solaire depuis 4,5 milliards d’années. C’est cette source d’énergie qui rend possible la vie et a structuré notre environnement tel que nous le connaissons.

Planète Terre

On considère que seulement 25% du rayonnement solaire est reçu par la surface terrestre. Cela suffit néanmoins à maintenir une température terrestre moyenne de +15°C. En effet l’énergie thermique terrestre vient pour l’essentiel du Soleil: la quantité d’énergie qui provient de la chaleur interne de la Terre (flux géothermique) ne représente environ que le dix millième de l’énergie solaire. Quant à celle qui vient du reste de l’univers (rayonnement cosmique, lumière des étoiles…), elle est de l’ordre du millionième.

“Il peut paraître aberrant de caractériser une surface aussi variée (la Terre), avec de tels écarts saisonniers, par une température moyenne. Cela se justifie par le fait que température et énergie rayonnée sont deux notions équivalentes:

Tout objet maintenu à une certaine température, perd constamment de l’énergie sous forme de rayonnement. L’énergie rayonnée est fixée par sa température. Quand l’objet est très chaud, le rayonnement émis par sa surface devient lumineux (charbon rougeoyant vers 500°C, métal chauffé à blanc vers 1000°C…);quand il est à la température ordinaire, le rayonnement émis est invisible à l’œil.

Dire que la surface de la Terre est à +15°C revient à dire qu’en moyenne chaque mètre carré de la surface de la Terre “rayonne” (c’est à dire “émet un rayonnement infrarouge d’une énergie de 390 watts, soit 390 joules par seconde”). C’est sur cette dernière grandeur, l’énergie, que la compréhension des mécanismes climatiques se fonde, et non sur la température.

L’énergie solaire arrive sous forme de rayonnement. L’œil en perçoit la partie visible, ce qui représente 40% de cette énergie. Le reste se distribue dans l’infrarouge proche (50%) et dans l’ultraviolet (10%). Moyennée sur l’année et sur l’ensemble de la Terre, l’énergie solaire qui arrive est de 340 watts par m². Toute cette énergie ne “chauffe”pas la Terre, c’est à dire n’est pas absorbée par la Terre (atmosphère, océans, continents). Environ 30% est renvoyé (ou réfléchi) dans l’espace par l’atmosphère, les océans et les continents. C’est à cause de cette lumière réfléchie que la Terre est visible de l’espace et que les planètes apparaissent brillantes la nuit dans le ciel. Il reste donc 238 watts par m² qui vont “chauffer” la Terre (surface et atmosphère).(Source CNRS, Marie-Antoinette Mélières, Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement-LGGE)

L’écart entre l’énergie reçue et l’énergie émise correspond à l’effet de serre

390-238=152 (W/m²)

Cet effet est un des mécanismes naturel de la Terre, mais il renforcé par l’activité humaine (effet anthropique, principalement lié aux rejets de Co2 issus des énergies fossiles).

Effet-de-serre-source-météo-France

Rayonnement solaire reçu par la Terre

Apports solaires dans le bâtiment, généralités:

Les bâtiments sont soumis à de fortes variations de température tout au long de l’année en fonction de l’ensoleillement et de la température extérieure.

Deux périodes majeures se distinguent:

  • Une période froide (automne / hiver)
  • Une période chaude (printemps été)

En période froide, afin de conserver une température intérieure de confort, l’enveloppe (façade, toit, mur) doit conserver la chaleur à l’intérieur. La température extérieure étant basse, le chauffage, une bonne isolation ainsi qu’une parfaite étanchéité à l’air sont nécessaires.

Givre sur les toits

Le givre nocturne met en évidence les déperditions thermiques liées à l’isolation, ici on remarquera les ponts thermiques à la jonction mur/toiture

En période chaude, afin d’éviter une élévation trop importante de la température, l’enveloppe doit maintenir la fraicheur à l’intérieur. Une bonne isolation, ainsi qu’une forte inertie (utilisation de matériaux denses), associées à une excellente étanchéité à l’air sont les prérequis. En cas de forte élévation de température, (ensoleillement, température extérieure), l’utilisation d’un système de refroidissement (climatisation) sera nécessaire.

En résumé, les bâtiments perdent de la chaleur l’hiver (de l’intérieur vers l’extérieur), alors qu’en période estivale ils accumulent de la chaleur (de l’extérieur vers l’intérieur).

Principe réflectif, généralités:

C’est dans le cadre de recherches sur la diminution du poids des isolants thermiques embarqués dans les engins spatiaux, que la NASA a découvert dans les années 1950 le principe réflectif. Il permet tel un miroir de renvoyer à la source le rayonnement infrarouge reçu.

Le principe réflectif permet de réduire considérablement les apports infra rouges (chaleur), sans avoir besoin d’épaisseur, puisqu’un simple film suffit (de 0.2 à 0.4mm).

avec-sans-planet-supra

Les techniques ayant évolué, la peinture réflective (ou barrière thermique) est utilisée dans le bâtiment depuis une trentaine d’années. Aujourd’hui cette technique rentre dans la famille des Cool Roof.

Un revêtement réflectif se caractérise par une charge NIR (Near Infra Red), dont les propriétés optiques permettent une réflexion accrue de l’infrarouge reçu (880nm à 1650nm). Il existe deux familles de charges NIR:

-La céramique (charge NIR utilisée par la NASA)

-La silice (charge NIR utilisée par PLANET SUPRA)

C’est la présence d’une charge NIR dans les revêtements réflectifs, sous forme de billes de céramique ou de billes de silice, qui confère au revêtement une réflectance solaire élevée.

Réflectance et émissivité, les clés d’un revêtement réflectif performant:

La réflectance est la capacité d’un corps à stopper l’absorption de l’infrarouge. Elle s’exprime en pourcentage, 100% étant le corps parfait. Avec 94.6%, PLANET SUPRA se positionne comme un des leaders sur le marché des revêtements réflectifs.

L’émissivité, est la capacité d’un corps à transmettre la chaleur par rayonnement. Plus l’émissivité est faible, plus le corps absorbera et conservera la chaleur (c’est le cas des isolants de masse), plus l’émissivité est élevée, plus le corps rayonnera et perdra de la chaleur (effet refroidissant). C’est une unité sans valeur comprise en 0 et 1. Est considéré comme réflectif un corps dont l’émissivité est égale ou supérieure à 0.8. Planet Supra dispose d’une émissivité de 0.9.

PLANET SUPRA généralités:

Issu de la recherche sur la réduction des îlots de chaleur urbain, le revêtement PLANET SUPRA à été conçu afin de limiter les apports caloriques solaires aux bâtiments et infrastructures.

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Effet “îlot de chaleur urbain” (Heat Island Effect)

La stratégie adoptée par PLANET SUPRA consiste à bloquer tout ou partie du rayonnement reçu par une surface exposée, en le renvoyant par réflexion dans le milieu source.

Cette technique a plusieurs noms; barrière thermique, revêtement réflectif, peinture isolante, peinture thermique (…)

Le revêtement PLANET SUPRA permet d’accroitre significativement la performance réflective des surfaces traitées (température jusqu’à moins 40%). Sa composition permettant une application multi supports, associée à une mise en œuvre très simple, offre de nombreuses perspectives.

La mise en œuvre simple de PLANET SUPRA n’est pas destructive, contrairement aux isolants de masse, qui nécessitent des perforations, ou du soudage/collage. La mise en œuvre est rapide, et permet le plus souvent une co-activité.

Choisir PLANET SUPRA, c’est réduire sa consommation d’énergie, diminuer son empreinte carbone, lutter contre le réchauffement climatique, créer de la richesse tout en respectant l’environnement.