Partie D - Isolation thermique du plancher · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - AC 2024

Mise en situation

Dans le projet de la ferme photovoltaïque « Le Vignoble », il est prévu l'installation d'un bâtiment destiné à promouvoir le photovoltaïque flottant. L'exploitant du parc a décidé d'installer ce bâtiment sur les berges du plan d'eau où seront implantés les panneaux flottants. Ce bâtiment aura pour fonction:

d'abriter le matériel de maintenance du parc flottant (flotteurs de rechange, zodiac …);

d'accueillir le poste de contrôle et de pilotage du parc photovoltaïque;

de proposer un hall d'exposition. Cette zone qui représentera la plus grande surface du bâtiment pourra également être utilisée comme salle de conférence.

Localisation du site « Le Vignoble »

Le bâtiment sera constitué de 8 éléments modulaires répartis comme suit:

partie hall d'exposition (74 m² pour 3 m de hauteur): 4 modules de type A (4,36 x 3,00 m) + 2 modules de type B (4,36 x 2,48 m);

partie bureau / atelier-stockage (36 m² pour 3 m de hauteur): 2 modules de type C (7,36 x 2,48 m).

Les planchers des modules sont autoportants ce qui permet de limiter les terrassements et surfaces d'appui. Il subsistera un vide sous les planchers en contact direct avec l'extérieur, similaire à un vide sanitaire ventilé.

Partie D: l'isolation thermique du plancher prévue est-elle satisfaisante ?

Les planchers des bungalows ne sont pas en contact avec le sol, ce qui peut engendrer une sensation de froid venant du bas. Pour limiter ce risque, le client souhaite avoir une résistance thermique du plancher minimum de $R = 4\text{ m}^2\cdot\text{K}\cdot\text{W}^{-1}$.

Les planchers sont constitués de panneaux Viroc de $22\text{ mm}$ posés directement sur les solives. Ces panneaux sont recouverts par un carrelage. Le plancher est isolé en sous-face au moyen de blocs de polystyrène JACKODUR KF 300 Standard de $160\text{ mm}$ d'épaisseur. La partie courante du plancher peut être représentée selon le schéma ci-dessous:

Document technique DTS1: caractéristiques techniques des matériaux

Extrait du dossier technique d'application des panneaux VIROC de la société VIROC Portugal INTERNATIONAL

1.7 Caractéristiques mécaniques

Panneau VIROC (aggloméré de bois-ciment)

1.8 Autres caractéristiques

Réaction au feu: B-s1,d0 – Combustible, mais non inflammable

Conductivité thermique: $\lambda = 0{,}22\text{ W}/(\text{m}\cdot\text{K})$

Humidité: En sortie d'usine: $6\text{ à }12\,\%$

Extrait de la fiche technique des isolants de la gamme JACKODUR® de la société JACKON Insulation GmbH.

Document technique DTS2: résistances thermiques superficielles

Question D.1

Calculer la valeur de la résistance thermique $R_{\text{viroc}}$ des panneaux.

Question D.2

Relever les valeurs de la résistance thermique $R_D$ du polystyrène JACKODUR KF 300 – $160\text{mm}$, de $R_{si}$ et de $R_{se}$.

Calculer $R_{\text{global}}$, la résistance thermique globale du plancher bas.

Question D.3

Conclure au regard des exigences du client.