Journée « Ambiance Thermique », Cognac (16), 10/06/02, Jean-Claude SAGOT, responsable de l’ERCO Ambiances Thermiques 4 paramètres physiques ambiants :

Journée « Ambiance Thermique », Cognac (16), 10/06/02, Jean-Claude SAGOT, responsable de l’ERCO

Ambiances Thermiques

4 paramètres physiques ambiants :

• Température sèche de l’air, Ta (°C)

• Température moyenne de rayonnement, (°C)

Température de globe noir, TG (°C)

• Vitesse de l’air, Va (m.s-1)

• Humidité de l’air, Pa (KPa)

rT

4 0,6Va)aTG(T82,5.104273GTrT

Ta

ThumideRH%


Evaluation des ambiances thermiques

FROIDE MODEREE CHAUDETa < 15°C 15°C < Ta < 25°C Ta > 25°C

• Indice du pouvoir refroidissant du vent (WCI)

• Isolement requis du vêtement (Ireq)

• T° front > 17°C

• Indice du vote moyen prévisible (PMV) et de pourcentage prévisible d’insatisfaits (PPD)

Norme Française X35-203

Norme ISO 7730

• Indice de température humide et de globe noir (WBGT)

Norme Française X35-201Norme ISO 7730Norme EN 27243

• Débit de sudation requise (Sreq)

Norme Française X35-204Norme ISO 7933Norme EN 12515

Température du noyau central du corps et températures cutanées, fréq. cardiaque (Normes X35-207, ISO 9886)

Méthodes d’appréciations subjectives (Normes X35-209, ISO 10551)

Perte de masse corporelle

Norme ISO 11079


Différents modes d’échanges de chaleur s’établissent entre un corps solide et l’air ambiant, lorsque leurs températures différent équilibre thermique :

Conduction

Convection

Rayonnement

Evaporation


Principe des échanges de chaleur

UR

1I

U = R Iddp résistance

Intensité

coefficient d’échangeExemple : CONVECTION

C = hc (Tsolide – Ta)

W.m-2 W.m-2 °C-1 °C

qd Tsolide > Ta C+

Tsolide < Ta C-

Tsolide = Ta C = 0


Différents modes d’échanges de chaleur s’établissent entre le corps humain et l’air ambiant :

Conduction

Convection

Rayonnement

Evaporation

K = 0

Ta > Tsk C+

Ta < Tsk C-

Tr > Tsk R+

Tr < Tsk R-

E-

Métabolisme M+

Isolement vestimentaire Icl

Homéothermie

Contrairement au corps solide :

(W.m-2)

(W.m-2)

(W.m-2)

(W.m-2)

(Process. physiol. et Physique, W.m-2)

(W.m-2)

(Clo)


Principe des échanges de chaleur

Exemple : CONVECTION

C = hc (Tsolide – Ta)

Pour l’homme

C = hc ask TT

C = Fcl hc ask TT

avec le vêtement

UR

1I

U = R Iddp résistance

Intensité


EXPERIMENTATIONS EN

LABORATOIRE

Astreinte Physiologique

Limites Physiologiques

Contrainte Thermique


Sensation Température interne

Température cutanée moyenne

Température cutanée locale

(main)

Température front

froid douloureux 5°C

extrêmement froid (danger) <36°C 29°C 15°C

froid (alarme) 36°C 30°C 17°C 20°Cfrais 36,5°C 31°C 20°C

confortable 37°C 34°C 32°C

légèrement chaud 37,5°C 35°C

chaud (alarme) 38°C 36°C

extrêmement chaud (danger)

>38°C

chaud douloureux 45°C

Ambiance Thermique Chaude

Valeurs repères de plusieurs températures corporelles en relation avec la sensation thermique ressentie


Sujet non acclimaté

Alarme Danger

Stockage de chaleur∆tre et ∆tsk (°C)

Hmax (Whm-2)

0,8 et 2,4(50)

1 et 3(60)

Sudation maximaleau repos Smax(1) (gh-1)

(Wm-2)au travail Smax(2) (gh-1)

(Wm-2)

260(100)520

(200)

390(150)650

(250)

Perte hydriqueDmax (g) (Whm-2)

2600(1000)

3250(1250)

Niveaux limites de mouillures cutanées (sd) 0,50 0,50

F = débit thermique incident maximal ne provoquant ni douleur, ni brûlure locale (Wm-2)

2000 2000

Ambiance Thermique Chaude

Valeurs limites des différents critères de contrainte et d’astreinte thermiques qu’il est possible de

proposer à l’heure actuelle


Ambiance Thermique froide

L’évaluation de l’astreinte physiologique en ambiance froide repose, pour l’essentiel, sur l’évaluation par le sujet lui-même de l’inconfort lié à la température des surfaces cutanées (Tfroid > 17°C)

Valeurs limites des différents critères de contrainte et d’astreinte thermiques qu’il est

possible de proposer à l’heure actuelle


– NORME AFNOR X35-201 (WBGT) ;

– NORME AFNOR X35-204 (Sreq).


A l'intérieur des bâtiments

WBGT = 0.7 Th,n + 0.3Tg

•WBGT : température humide et de globe noir, °C;

•Th,n : température humide naturelle, °C ;

•Tg : température de globe noir, °C


Tableau des valeurs repères de l'indice

de contrainte thermique WBGT

Métabolisme, M Valeur repère duWBGT

Classe demétabolisme W/m2 °C

0(repos)

M < 65 32

1 65 < M < 130 29

2 130 < M < 200 26

3 200 < M < 260 22 23

4 M > 260 18 20


Indice Sudation Requise

Norme AFNOR X35-204

St = M + K + C + R - E

. C = Fcl hc ask TT

. E = Fpcl he (Psk,s – Pa) Emax

Si St = 0 , K 0

0 = M + K + C + R - E

Ereq = M + K + C + R

Evap. Requise pour équilibrer le bilan thermique

Notion de mouillure cutanée wEmax

Ereqwreq

Ereq Emax D.L.E.1Sreq Smax D.L.E.2

wreq wmax D.L.E.3

Documents

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