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LEXIQUE |
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Absorbeur
L'absorbeur est un composant d'un capteur qui a pour fonction d'absorber le rayonnement solaire incident, de le convertir en chaleur et de transmettre celle-ci à un fluide caloporteur. |
Absorption
L'
absorption solaire est le phénomène naturel grâce auquel la matière capture les photons du rayonnement solaire et les transforme en chaleur.
Le coefficient d'absorption d'une surface exprime par un nombre compris entre 0 et 1 le pourcentage de l'énergie radiante incidente absorbée par cette surface. Le reste du rayonnement solaire est, soit réfléchi et diffusé, soit transmis (grâce à la transparence du matériau). |
Absorption
L'absorption solaire est le phénomène naturel grâce auquel la matière capture les photons du rayonnement solaire et les transforme en chaleur.
Le coefficient d'absorption d'une surface exprime par un nombre compris entre 0 et 1 le pourcentage de l'énergie radiante incidente absorbée par cette surface. Le reste du rayonnement solaire est, soit réfléchi et diffusé, soit transmis (grâce à la transparence du matériau). |
Apports solaires directs représentent l'énergie captée dans un bâtiment sous forme de chaleur sans disposition spécial de captage (à travers les fenêtres).
Les apports solaires indirects proviennent d'une paroi accumulatrice interposée entre le soleil et le local à chauffer. Elle absorbe le rayonnement solaire, transformé aussitôt en chaleur et elle transmet ensuite cette énergie thermique avec quelque retard dans le local d'habitation. Les apports solaires séparés proviennent d'installations de captage et de stockage thermique dissociées du volume d'habitation. Les apports internes sont dus à la chaleur humaine, l'éclairage artificiel, aux équipements électroménagers ou à toute autre source à l'intérieur d'un bâtiment. Un masque solaire est la cause des ombres portés qui réduisent les apports solaires, soit à travers des fenêtres soit sur des capteurs. |
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Capteur solaire
Un capteur solaire est un dispositif destiné à absorber le rayonnement solaire et à transmettre la chaleur ainsi produite à un fluide caloporteur.
L'ouverture du capteur est la surface à travers laquelle le rayonnement solaire non concentré est admis dans le capteur.
Un capteur plan est un capteur sans concentration dans lequel la surface de l'absorbeur est sensiblement plane.
Un capteur à circulation de liquide est un capteur dans lequel le fluide caloporteur est un liquide.
Un capteur à air est un capteur dans lequel le fluide caloporteur est l'air.
Un capteur solaire intégré est un capteur solaire faisant office de toiture. Il est un élément du "clos ou du couvert", il entre dans la garantie décennale d'un bâtiment. |
Capteur à concentration
Un capteur à concentration est un capteur solaire comportant un système optique (réflecteur, lentilles, ...) destiné à concentrer sur l'absorbeur le rayonnement ayant traversé l'ouverture.
Un capteur cylindro-parabolique est un capteur à concentration à foyer linéaire utilisant un réflecteur cylindrique de section parabolique |
Capacité thermique
La capacité thermique d'un matériau est la quantité de chaleur mise en réserve lorsque sa température augmente de 1°C. On l'exprime en Wh/m3°C et l'obtient en faisant le produit de la masse par la chaleur spécifique du matériau. Plus elle est grande, plus la quantité de chaleur à apporter à un matériau pour élever sa température est grande.
La chaleur spécifique est la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de l'unité de masse de 1°C. On l'exprime en Wh/kg°C.
Voir : Caractéristiques thermiques des matériaux de construction |
Capteur sous vide
Un >capteur à tube sous vide est un capteur solaire fait de tubes transparents généralement en verre, comportant un espace vide d'air entre la paroi extérieure de chaque tube et son absorbeur.
En général, la pression dans l'espace vide est inférieure à 1 Pa. Ainsi, les déperditions thermiques convectives de l'absorbeur sont quasiment éliminées.
Certification
Le CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment) est l'organisme public chargé de la certification des composants et procédés de construction (marque CSTBât). Le CSTB gère la procédure des "avis techniques", portant notamment sur les capteurs et les chauffe-eau solaires.
Dans le cadre du programme français Plan Soleil, les installateurs de chauffe-eau solaires doivent être signataires de la charte "Qualisol" afin de faire bénéficier leurs clients de la prime ADEME. Le contenu de la charte inclut des engagements classiques sur le respect des règles professionnelles et des bonnes pratiques, sur la qualité des informations, conseils et services dus aux clients, et sur les prestations de suivi. Voir les "10 points solaires" de la charte.
Chaleur latente est la chaleur résultant d'un changement d'état de la substance accumulatrice, sans changement simultané de température.
Les sels eutectiques (ou la paraffine) servent à stocker la chaleur et à limiter les surchauffes autour d'une température variant faiblement. Ces sels fondent en absorbant d'importantes quantités de chaleur latente qu'ils restituent ensuite à la solidification, lorsque la température baisse au-dessous de la plage de transformation. |
Chauffe-eau Solaire CESI
est l'abréviation de "chauffe-eau solaire individuel".
Un chauffe-eau solaire à circuit direct est une installation dans laquelle l'eau chauffée parvenant ensuite au consommateur circule directement dans les capteurs.
Un chauffe-eau solaire à capteurs vidangeables vers l'intérieur est une installation dans laquelle, au cours du fonctionnement normal, les capteurs se remplissent de fluide caloporteur quand la pompe se met en marche et se vident dans un réservoir quand elle s'arrête. Ainsi le risque de gel est évité sans utiliser un fluide anti-gel.
Un chauffe-eau solaire à capteurs vidangeables vers l'extérieur est une installation à circuit direct dans laquelle les capteurs peuvent être vidangés à l'égout, en général en cas de risque de gel.
Un chauffe-eau solaire à circuit indirectou avec échangeur est une installation dans laquelle un fluide caloporteur autre que l'eau chaude parvenant au consommateur circule dans les capteurs.
Un caloporteur est un fluide (souvent de l'eau avec un additif antigel, ou de l'air) utilisé pour les transferts d'énergie calorifique lors d'un processus thermique. Dans les techniques solaires le fluide caloporteur transporte la chaleur transformée par les capteurs solaires vers le réservoir de stockage.
Une solution antigel, comme le méthanol ou l'éthylène glycol, est utilisée comme fluide caloporteur dans un système de chauffage afin d'éviter le gel des circuits.
Les liquides caloporteurs sont généralement des antigels à base de glycols, soit :
- Glycol éthylique, employé très fréquemment dans les voitures, ayant des caractéristiques de transmission de chaleur avantageuses. On le vend souvent avec des apports d’anticorrosifs; il peut s'utiliser dans des appareils solaires. Malheureusement, le glycol éthylique est dangereux pour la santé.
- Glycol propylique ou propylèneglycol (de formule CH3CHOHCH2OH)
Il est plus cher que le précédent, mais il n’est pas toxique; les liquides caloporteurs au glycol propylique sont recommandés pour les appareils à eau chaude; ils sont souvent vendus avec des apports anticorrosifs (non toxiques) comme par exemple "Tycofor".
La viscosité du glycol propylique est supérieure (moins avantageuse) à celle du glycol éthylique; sa capacité thermique est inférieure (également moins avantageuse).
Un vase d'expansion maintient une pression minimum dans un circuit hydraulique pour la bonne marche d'un chauffe-eau ou système de chauffage, et sert à compenser la dilatation entraînée par l'élévation de la température de l'eau.
Coupe sur un vase d'expansion fermé, montrant la membrane étanche entre le réservoir d'azote et le fluide caloporteur d'un circuit hydrauli |
Chauffage par plancher solaire direct
Un Combi système ou Système solaire combiné est une installation utilisant le rayonnement solaire pour couvrir une partie des besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire.
PSD abréviation de la technique de plancher solaire direct où la chaleur du soleil est capté par des capteurs puis envoyée dans une dalle chauffante.
Une dalle chauffante est une dalle en maçonnerie (béton) intégrant les tuyaux pour le chauffage basse température.
La réseau de distribution d'un PSD est un système de canalisations répartissant la chaleur dans les dalles des différentes pièces en fonction des besoins. |
Couverture solaire Le taux de couverture solaire est le rapport entre l'énergie fournie par la partie solaire d'une installation et la fourniture totale de l'installation
Le concept de Garantie des Résultats Solaires (GRS) appliqué au chauffage de l'eau sanitaire, veut dire qu'un système solaire doit fournir une quantité minimum d'énergie chaque année pour une consommation d'eau chaude donnée. Si l'énergie fournie est moindre que l'énergie garantie, les signataires du contrat doit dédommager le client. |
Condensation
La condensation est formée de gouttelettes d'eau (buée) qui se déposent sur la face interne des parois extérieures d'un bâtiment lorsque l'air tiède intérieur chargé d'humidité se refroidit au contact des façades au-dessous de sa température de rosée.
Une barrière pare-vapeur est une feuille ou membrane, simple ou composite, déposée sous le revêtement intérieur d'un mur de façade, destinée à s'opposer au déplacement de la vapeur d'eau vers l'extérieur froid de la paroi, afin d'éviter la condensation.
La rosée est la vapeur d'eau qui se dépose, le matin ou le soir à l'air libre.
Le point de rosée est la température à laquelle la vapeur d'eau de l'air commence à se condenser.
Conduction La conduction est un phénomène naturel grâce auquel la chaleur traverse la matière par excitation thermique des molécules dans les solides, les liquides et les gaz.
La conductivité thermique est le flux de chaleur, par mètre carré, traversant un matériau d'un mètre d'épaisseur pour une différence de température de un degré entre les deux faces (W/m.°C). Voir Tableau "conductivité" Tableau "conductivité" |
Convection
La convection est la déplacement de chaleur au sein d'un fluide par le mouvement de l'ensemble de ses molécules. C'est un mouvement convectif.
La thermocirculation est un mouvement convectif d'un fluide qui se produit lorsqu'une source de chaleur entretient l'ascendance de l'air (ou de l'eau) chaud, remplacé aussitôt par l'air (ou l'eau) plus frais, dans une boucle permanente de circulation. |
Degrés-jours
La valeur de degré-jours de chauffage pour un jour donné est l'écart entre une valeur conventionnelle de la température intérieure (dite température intérieure de base - habituellement 18°C) et la température extérieure moyenne (plus faible) du même jour. Pour une période donnée, c'est la somme jour par jour, de l'écart entre la température intérieure de base et la température extérieure quotidienne moyenne. |
Distillation solaire
La distillation solaire est une technique qui utilise le rayonnement solaire pour chauffer de l'eau saumâtre dans un bac couvert par un vitre incliné. L'eau dans le bac s'évapore et la vapeur d'eau se condense sur la surface du vitre. La condensation forme des gouttes d'eau pures qui coulent sur le vitre incliné pour être récupérées dans un récipient propre. |
Emission ou émissivité thermique
est le phénomène naturel grâce auquel des matières émettent des photons infrarouges et se refroidissent. Tous les matériaux possèdent ce pouvoir d'émettre de l'énergie radiante.Le coefficient d'émissivité d'une surface mesure son aptitude d'émission de chaleur par un nombre compris entre 0 et 1 ; c'est le pourcentage de l'énergie radiante émise par le corps noir à la même température. |
Etang solaire
Un étang solaire est un capteur solaire de grande dimension avec stockage de chaleur intégré. C'est un bassin d'eau salée, naturel ou artificiel, composé de trois zones :
A. La partie haute est peu salée, l'eau réagit comme dans un étang normal et la température reste proche de l'air ambiant.
B. La partie basse est très salée, exposée au rayonnement solaire, elle peut devenir très chaude (60 à 100°C).
C. La partie intermédiaire, où la salinité augmente avec la profondeur et crée un gradient de densité qui empêche la thermo-circulation. Cette zone réagit comme une isolation thermique transparente, elle est traversée par le rayonnement solaire qui est absorbé et piégé par l'eau très salée en partie basse. Voir Étang solaire
Un capteur paraboloïde est un capteur à concentration utilisant un réflecteur en forme de paraboloïde de révolution.
Un capteur CPC (Compound Parabolic Concentrator) est un capteur plan ou à tubes sous vide avec un réflecteur "concentrateur à segments paraboliques". Les réflecteurs CPC ont une géométrie qui permet au rayonnement solaire direct et diffus d'atteindre l'absorbeur. Image
Un héliostat est un instrument comportant un miroir plan ou légèrement concave qui permet de réfléchir les rayons du Soleil dans une direction fixe malgré le mouvement diurne.
Un four solaire est un dispositif dont l'élément essentiel est un miroir concave de grand diamètre qui concentre le rayonnement solaire et permet d'obtenir des températures très élevées au foyer. Image |
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Humidité : de l'air est sa teneur en vapeur d'eau.
L'humidité relativeest le rapport entre la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère et la quantité maximale possible (saturante) à la température considérée. Elle s'exprime en % (inférieure ou égale à 100%).
L'humidité absolue est la quantité de vapeur d'eau (masse) contenue par une unité de volume d'air. Elle s'exprime en gramme de vapeur d'eau par m3 d'air.
Un ventilateur hydroréglable se régule en fonction du taux d’humidité ambiant. |
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La ventilation
d'un logement est l'apport d'air neuf de l'extérieur pour renouveler l'air et extraire l'air vicié.
La ventilation naturelle permet de ventiller sans mechanisme. C'est le vent ou l'écart de température entre l'intérieur et l'extérieur qui entraine le passage d'air grâce à l'ouverture d'une fenêtre ou la présence de grilles de ventilation.
La ventilation traversante est une manière d'augmenter le mouvement d'air à l'intérieur d'un local afin d'améliorer le confort thermique dans un climat chaud. Le même effet est appelé "courrant d'air" quand ce n'est pas voulu.
La ventilation mécanique est un système comportant un ou plusieurs ventilateurs électriques qui mettent l'air en mouvement afin de permettre son évacuation ou son insufflation forcée. Dans un VMC (ventilation méchanique contrôlée), les bouches de ventilation régulent automatiquement l'admission et l'extraction d'air afin d'assurer correctement son renouvellement tout en limitant les déperditions d'énergie. |
L'effet de cheminée
est la tendance d'un fluide qu'en s'échauffant s'éleve, en raison de la diminution de sa densité. On utilise ce phénomène thermique naturel pour évacuer la surchauffe de l'intérieur d'une construction en facilitant la sortie de l'air tiède ou chaud à travers des ouvrants en partie haute. Ce tirage thermique peut induire une dépression intérieure susceptible d'aspirer l'air plus frais du dehors à travers des ouvrants en partie basse.
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L'effet de serre
est provoqué par une paroi transparente (ou translucide) disposée sur une enceinte close. La paroi transparente permet une bonne pénétration du rayonnement solaire mais présente un barrage aux rayonnements infrarouges induits.
L'effet de serre atmosphérique est provoqué par l'atmosphère qui sert de paroi transparente. Ce phénomène empêche le refroidissement brutal de la terre pendant la nuit. Le renforcement de l'effet de serre atmosphérique par l'émission excessive de certains gaz comme le dioxyde de carbone et le méthane est en train de modifier le climat.
S'il n'y avait pas d'effet de serre atmosphérique:
La température à la surface de la Terre serait de -18°C au lieu des +15°C de moyenne actuelle. En comparaison, sur Mars où il n'y a pas de gaz à effet de serre, la température moyenne est de -50°C; sur Vénus, où l'atmosphère est presque exclusivement composée de gaz carbonique, la température moyenne est de +420°C.
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| L'évaporation est la transformation sans ébullition d'un liquide en vapeur. |
L'inertie thermique (ou la masse thermique)
est le potentiel de stockage thermique d'un local ou d'une maison. L'ensemble des masses réparties à l'intérieur de l'enveloppe isolante d'une construction constituent l'inertie thermique intérieure : les parois en maçonnerie pleine, les dalles de plancher,
La propriété des constructions à forte inertie thermique est de conserver une température stable et de se réchauffer ou se refroidir très lentement, alors que les constructions à faible inertie suivent sans amortissement ni retard les fluctuations de la température extérieure. |
L'isolation thermique
est constituée des matériaux ou dispositifs destinés à empêcher les déperditions ou les apports thermiques. Les matériaux isolants sont généralement légers et comportent de minuscules cellules d'air immobiles qui freinent la conduction et la convection.
Une lame d'air crée une coupure thermique et renforce la résistance thermique de la paroi à laquelle elle est incorporée. Les doubles vitrages doivent leur qualité d'isolant à la lame d'air enserrée entre les deux vitres. Un pont thermique est un élément ou partie de la paroi d'un bâtiment qui, par sa nature ou sa mise en œuvre, s'avère être un point faible de l'isolation qui n'offre pas le même coefficient de résistance thermique.
RT 2000 est la désignation de la réglementation thermique en vigueur en France depuis 2001. Elle vise à réduire les consommations d'énergie dans les logements et dans le tertiaire et à limiter l'inconfort d'été dans les locaux non climatisés. Elle s'exprime sous forme de performances à atteindre.
Dans le cadre de la RT 2000, Ubât est définit comme : le coefficient de transmission surfacique moyen de l'enveloppe séparant l'intérieur du bâtiment de l'extérieur, d'un local non chauffé ou du sol.
Ubât d'exprime en W/K.m2 et représente les déperditions moyennes par m2 de paroi pour 1° d'écart de température.
Le coefficient G est le coefficient de déperdition volumique d'un logement, utilisait en France avant que la RT2000 était en vigueur. C'était égal aux déperditions thermiques d'un logement pour un degré d'écart de température entre l'intérieur et l'extérieur, divisées par son volume habitable. |
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Réflexion
Le coefficient de réflexion d'une surface exprime par un nombre compris entre 0 et 1 le pourcentage d'énergie radiante incidente réfléchi par cette surface.
L'albédoreprésente la fraction du rayonnement incident qui est réfléchie; c'est normalement le complément à 1 de la fraction absorbée.
Les réflecteurs sont des amplificateurs de captage par réflexion.
Les vitrages réfléchissants sont fabriqués avec un traitement de surface sélective. le coefficient de réflexion est élevé surtout dans l'infrarouge de façon à satisfaire en même temps deux exigences, au premier abord, contradictoire : une bonne visibilité et une faible transmission thermique. |
Rendement
Le rendement d'un capteur est le rapport entre l'énergie extraite par le fluide caloporteur pendant un intervalle de temps donné et le produit de l'irradiation solaire pendant le même intervalle de temps sur le capteur par sa superficie, dans les conditions de l'état stationnaire.
Note : La superficie de référence du capteur (superficie hors-tout, superficie d'entrée ou air de l'absorbeur) utilisée pour le calcul du rendement doit être spécifiée.
L'état stationnaire est l'état d'un capteur où la puissance extraite et les pertes sont égales au flux du rayonnement solaire incident. |
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Superficie
La superficie d'entrée est l'aire maximale de la section droite du rayonnement pouvant atteindre le volume contenant l'absorbeur, directement ou par réflexion.
L'ouverture du capteur est la surface à travers laquelle le rayonnement solaire non concentré est admis dans le capteur.
La superficie hors-tout pour un capteur est l'aire maximale de la projection droite du capteur complet, à l'exclusion des supports et conduits de raccordement. Pour un champ ou un assemblage des capteurs, on considère l'ensemble du champ ou de l'assemblage y compris les bordures et supports. |
Surface sélective
La surface dont les propriétés optiques (facteurs de réflexion, d'absorption, de transmission ainsi que l'émissivité) dépendent de la longueur d'onde considérée est dite surface sélective.
La surface sélective utilisée pour l'absorbeur d'un capteur solaire est généralement peu émissif aux températures d'utilisation et ainsi les déperditions thermiques par émission sont réduites. |
Stagnation
La stagnation est l'état d'un capteur ou d'un système sans circulation du fluide caloporteur.
La température de stagnation se réfère généralement à la température du fluide caloporteur sans circulation où les déperditions thermiques sont égales au flux du rayonnement solaire incident. |
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Transmission
Le coefficient de transmission lumineuse exprime par un nombre compris entre 0 et 1 le pourcentage d'énergie radiante incidente transmis à travers une substance dite "transparente" ou "translucide".
Un matériau est transparent si on peut voir un objet,à travers le matériau, sans déformation.
Un matériau translucide transmet la lumière en affectant la vue des objets.
Un vitrage est un châssis garni de vitres qui laisse passer le rayonnement solaire de faible longueur d'onde appartenant pour l'essentiel au domaine visible, main ne transmet pas le rayonnement infrarouge de grande longueur d'onde. Ce phénomène fait du verre un élément de prédilection pour la récupération du rayonnement solaire.
Le taux de transmission d'un vitrage est en fonction de l'angle d'incidence du rayonnement.
Le bilan thermique d'un vitrage dans une paroi de bâtiment est la différence entre les gains de chaleur dus au rayonnement solaire et les déperditions thermiques pendant la période de chauffage. Il dépend du type de vitrage, son orientation et l'ensoleillement du lieu.
Le coefficient U est le coefficient de transmission surfacique d'une paroi : le flux de chaleur à travers un mètre carré de paroi pour une différence de température d'une degré entre les deux ambiances que sépare cette paroi. Plus le coefficient est grand, plus la chaleur transmise est grande; s'exprime en W/m2.°C.
Le coefficient K est l'ancien coefficient de transmission surfacique d'une paroi. La lettre "K" est remplacée par "U" afin d'être en conformité avec les directives et les normes européennes.
La résistance thermique indique la propriété d'une paroi à s'opposer à l'écoulement de la chaleur. C'est l'inverse du coefficient K, elle s'exprime en m2.°C/W
Thermicien Un thermicien (ou une thermicienne) est un spécialiste de la thermique et de ses applications. |
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