Applications des matériaux à changement de phase dans la construction

Aujourd'hui, la consommation d'énergie dans le secteur du bâtiment est très élevée. Pour le résoudre, des recherches constantes sont menées sur de nouvelles procédures de construction permettant de réduire la demande thermique générée dans une propriété.
Parmi les produits de dernière génération avec lesquels nous travaillons, nous pouvons mettre en évidence les matériaux à changement de phase. 
Les matériaux à changement de phase sont appelés ainsi parce que lorsqu'ils passent de l'état solide à l'état liquide ou vice versa, ils peuvent absorber ou libérer de grandes quantités d'énergie thermique, car ils accumulent de l'énergie sous forme de chaleur latente provenant de la fusion. Cette caractéristique les rend aptes à être utilisées dans des applications de chauffage ou de refroidissement.
Ce type de produit génère de grandes économies d'énergie dans les systèmes de climatisation car il apporte une grande inertie thermique à l'enveloppe du bâtiment. Alors qu'ils effectuent le changement de phase en absorbant ou en libérant de l'énergie, selon les conditions thermiques ambiantes, la température du bâtiment reste constante.

Comment fonctionnent les matériaux à changement de phase

S'il faut maintenir le confort thermique dans une maison, il faut placer la température non loin des 23 degrés.
Le fonctionnement du produit est simple. C'est une capsule à l'intérieur de laquelle le MCP (le matériau à changement de phase) est maintenu à l'état solide. Si la température ambiante augmente, le cœur du MCP absorbe l'énergie thermique de l'air, fond et devient liquide.

Si la température baisse, le cœur du MCP se refroidit à l'état solide et son énergie thermique est restituée à l'environnement.

Cela signifie qu'en été, le matériau MCP fond et absorbe la chaleur ambiante générée à l'intérieur du bâtiment lors des journées chaudes, ce qui permet d'économiser sur la climatisation. Et en hiver, le MCP libère lentement la chaleur, ce qui nous permet de réduire notre consommation de chauffage. 

Types de matériaux de phase utilisés dans la construction

Les matériaux à changement de phase peuvent être organiques ou inorganiques.

Parmi les matières organiques qui fondent à la température souhaitée, on peut citer les paraffines, qui sont des cires dérivées du pétrole, et les acides gras naturels. Ces produits ont l'avantage d'être thermiquement et chimiquement stables, de sorte que lorsqu'ils changent de phase, ils ne provoquent pas de corrosion des matériaux avec lesquels ils sont en contact et réduisent le risque de fuite. L'inconvénient des matériaux organiques est que leur capacité à stocker l'énergie est inférieure à celle des matériaux inorganiques. Ils présentent également un autre problème, à savoir qu'ils sont inflammables (comme les cires de bougie) et doivent donc être manipulés avec précaution.

Un autre type de matériaux à changement de phase est inorganique, comme les sels hydratés. Ces sels inorganiques ont une chaleur latente par unité de masse plus élevée et ne sont pas inflammables. L'inconvénient est qu'ils sont plus difficiles à traiter que les matières organiques et ont une stabilité thermique moindre. Ils peuvent également être corrosifs.

Applications des matériaux MCP dans l'industrie du bâtiment

En termes de présentation, la manière habituelle de fournir des MCP est la microencapsulation de polymère étanche fournie en vrac. La taille de ces capsules est très petite, allant d'un micron à plusieurs centaines de microns. Visuellement, elle est comme une poudre blanche, qui peut être mélangée à du plâtre ou du mortier.

Le polymère forme un revêtement étanche pour empêcher le PCM de s'échapper de la capsule lorsqu'il devient liquide. Et dans ce format, les micro PCM sont incorporés dans divers matériaux de construction pour augmenter l'efficacité énergétique des bâtiments résidentiels et commerciaux.

Les produits MCP peuvent être combinés avec des matériaux de construction traditionnels dans les finitions intérieures des plafonds et des murs. On obtient ainsi diverses présentations du produit en isolation, panneaux sandwich, tuiles, tuiles de toiture, etc. Ils peuvent également être présentés sous forme de granulés infiltrés pour le chauffage ou le refroidissement par le sol.

Il convient de noter que ces produits sont destinés à être utilisés à l'intérieur des bâtiments et ne conviennent pas à l'extérieur. Ils sont encore au stade de la recherche et du développement, mais grâce à leur capacité à conférer une inertie thermique aux bâtiments en ajoutant de petites quantités de PCM à leurs parois intérieures, ce sont des matériaux qui ont sans aucun doute un avenir prometteur.


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