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17PYSCSPO3 EXERCICE I : PERFORMANCE DES MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION (7 points) Construire des immeubles de grande hauteur en bois est désormais possible. Jusqu’à présent, le bois assurait les ossatures et les charpentes des maisons individuelles. Les techniques de lamellé collé consistant à coller entre elles des lames de bois permettaient
17PYSCSPO3 EXERCICE I : PERFORMANCE DES MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION (7 points) Construire des immeubles de grande hauteur en bois est désormais possible. Jusqu’à présent, le bois assurait les ossatures et les charpentes des maisons individuelles. Les techniques de lamellé collé consistant à coller entre elles des lames de bois permettaient la construction d’immeubles collectifs de quatre étages. Depuis quelques années, il est possible de construire des immeubles d’une quinzaine d’étages grâce à la fabrication de panneaux porteurs par la technique de « cross D’après le site ddmagazine.com laminated timber » (CLT). D’après le site www.sciencesetavenir.fr Données : La résistance thermique R d’une paroi se détermine par la relation : th e R = th ×S λ : conductivité thermique du matériau en W.m-1.K-1 ; e : épaisseur de la paroi en m ; S : surface de la paroi en m2. Dans le cas d'une paroi formée de plusieurs couches de matériaux différents, la résistance thermique totale est la somme des résistances des différentes couches. Le flux thermique , exprimé en watt (W), est une grandeur positive qui représente l’énergie transférée à travers une paroi par unité de temps. Pour une paroi plane dont les deux faces sont à des températures T et T , le 1 2 flux thermique s’exprime par la relation : T −T = 1 2 où T et T sont exprimées en kelvin (K). 1 2 R th Conductivité thermique de divers matériaux : Matériau Épicéa Béton armé Verre Air Argon Conductivité thermique 0,11 2,2 1,2 0,026 0,018 en W.m-1.K-1 Dimensions d’un panneau CLT en épicéa : longueur : 6,0 m largeur : 3,0 m épaisseur : 20 cm Les 3 parties de cet exercice sont indépendantes. Page 2 sur 13 17PYSCSPO3 1. Performance thermique de l’immeuble. 1.1. Résistance thermique du panneau CLT en épicéa. 1.1.1. Déterminer l’unité de la résistance thermique. 1.1.2. Déterminer la valeur de la résistance thermique du panneau CLT en épicéa. 1.1.3. Déterminer l’épaisseur de béton armé nécessaire pour obtenir une paroi de même surface que le panneau CLT et ayant les mêmes performances thermiques. Commenter le résultat. 1.2. Les fenêtres en bois de l’immeuble sont constituées d’un double vitrage composé de deux feuilles de verre de 4,0 mm d’épaisseur séparées par un espace hermétique clos Verre 4,0 mm renfermant 12,0 mm d'air. On étudie une fenêtre Air 12,0 mm de surface S = 4,0 m².