Calcul du volume de la chambre froide

Calcul de volume
Vch = E/gv (m3)
Vch : volume de charge
E : Capacité de la chambre (T)
gv : coeff de charge T/m3.
Viande congelée gv = 0,35 T/ m3.
Viande suspendu gv = 0,25 T/ m3
Poisson en caisse gv = 0,45 T/ m3
Beurre gv = 0,70 T/ m3
OEuf gv = 0,26 T/ m3
Pomme en caisse gv = 0,36 T/ m3
Orange gv = 0,45 T/ m3
surface de charge
Fch = Vch/Hch
Fch = surface de charge
Hch = hauteur de charge (0,5 à 0,6 m entre plafond et charge)
surface réelle
FCF = Fch/β
FCF = surface réelle de la C.F.
β = coeff d’utilisation
Pour : 100m² .................. 0,70 à 0,75
100 - 400m² ................... 0,75 à 0,80
400 m² ............................ 0,80 à 0,85

Isolation des corps cylindriques

II s'agit des bouteilles séparatrices de liquides ou tous autres réservoirs contenant soit du fluide frigorigène à basse température, soit une saumure. L'isolation est réalisée d'une façon similaire à celle des tuyauteries mais à l'aide de douelles qui sont placées sur le corps cylindrique de la même manière que les plaques de liège sur une paroi verticale, les autres couches étant ensuite posées avec les mêmes précautions que celles déjà indiquées.
Le revêtement extérieur est généralement réalisé en toile de coton goudronnée, mais peut, bien entendu, être métallique.
Cette isolation peut également être réalisée in situ en mousse de polyuréthanne.

Isolation des tuyauteries

Le processus utilise est le suivant voir la figure suivante, qui décrit le principe d’isolation . La
tuyauterie étant parfaitement sèche, on applique une peinture bitumineuse qui sert de protection contre la rouille, ensuite les coquilles de matériau isolant sont posées soit au brai (coquilles de liège), soit au Flinkote ou avec une émulsion d'asphalte si la nature du matériau est incompatible avec le brai ; les joints longitudinaux des coquilles sont alternés pour éviter une ligne continue de joints ; il en est de même pour les joints d'extrémités des coquilles. Les coquilles sont fortement serrées sur la tuyauterie par des ligatures en fil d'acier galvanisé ; aux coudes, les coquilles sont découpées en forme pour épouser au mieux la forme de ceux-ci.
Lorsque l'isolation de la tuyauterie nécessite une seconde couche d'isolant, les coquilles de cette couche sont posées de façon similaire en prenant soin d'alterner tous les joints, tant dans la seconde couche que par rapport à ceux de la première.

L'isolation terminée, on lisse parfois la surface extérieure des coquilles au plâtre ou au ciment, mais afin de protéger l'isolation contre les chocs un revêtement extérieur est indispensable.
Celui-ci peut être constitué par une bande de toile de coton enroulée en spirale et posé immédiatement après le lissage de la surface extérieure. Après pose, cette toile est enduite soit de ciment, soit de plâtre ou encore de goudron. L'isolation étant arrêtée à quelques centimètres des brides des robinets de manière à réserver la place pour le desserrage des boulons. On serre l'extrémité des coquilles dans une manchette en zinc maintenue par deux ligatures en fil galvanisé, il est judicieux de laisser déborder cette manchette de quelques millimètres afin de permettre de recouvrir la tranche terminale de l'isolation avec du ciment ou avec un produit bitumineux.
Les robinets sont isolés le cas échéant avec des morceaux de coquilles découpées en forme.
La figure suivante montre l'isolation d'un ensemble de tuyauteries avec revêtement toile, les robinets de manoeuvre étant isolés par groupes.
On utilise actuellement beaucoup de revêtements métalliques plus plaisants d'aspect et moins fragiles que la toile cimentée. Ce sont des demis ou des quarts de cylindres métalliques en tôle
d'aluminium formés à la dimension extérieure de l'isolant, nervures pour les raidir et qui, montés à chevauchement les uns sur les autres, peuvent être fixés par des vis genre Parker ou par des rivets de carrossier. Pour les coudes, les pièces sont découpées en forme afin d'épouser celle du coude isolé.
Certaines coquilles de matériau isolant (laine de verre) viennent déjà enrobées dans une feuille d'aluminium collée sur l'isolant. Il ne reste alors plus qu'à obturer les lignes de joints avec des bandes adhésives.
Lorsque les tuyauteries deviennent d'un diamètre important, les demi-coquilles font place aux quarts de coquilles puis aux segments qui sont d'une utilisation plus rationnelle et plus pratique.
Une solution très intéressante pour l'isolation des tuyauteries est l'utilisation des mousses de polyuréthanne posées in situ. Il suffit, en effet, après avoir réalisé le revêtement extérieur qui
ne peut être que métallique et l'avoir mis en place autour de la tuyauterie en le maintenant à la distance désirée par des cales judicieusement réparties, d'injecter à des distances soigneusement calculées le mélange liquide d'iso-cyanate et de polyol qui s'expansera dans l'espace annulaire ainsi ménagé, la mousse adhérant sur le métal, on aura après durcissement une isolation en contact intime avec la tuyauterie et avec le revêtement protecteur.
Bien entendu des « évents » doivent être ménagés dans le revêtement extérieur afin de permettre à l'air chassé par l'expansion de la mousse de s'échapper.

Isolation des tuyauteries et des corps cylindriques

Les méthodes de mise en oeuvre des différents matériaux isolants pour l'isolation des corps cylindriques présentent de nombreux points communs, car, quel que soit le matériau utilisé, qu'il soit porteur ou non. il n'a pas a résister à des surcharges importantes telles que celles subies par les matériaux utilisés pour l'isolation des sols d'entrepôt ou de chambres froides. Il ne lui est demandé que de servir de protection thermique.

Isolation des tuyauteries

Isolation des corps cylindriques

Pose du polystyrène Plafond

L'extrême légèreté du polystyrène ainsi que son état de surface ont incité les frigoristes à réaliser en plafond une isolation dans laquelle les panneaux de polystyrène sont laissés apparents, aussi la technique de pose diffère-t-elle notamment de celle du liège. En effet, pour diminuer le nombre de joints, on utilise des panneaux de grand format (2 X 1,22 m jusqu'à 4 X 1,22 m) qui ont reçu en usine une préparation particulière. L'isolation est alors réalisée en une seule couche.
PLAFOND SOUS CHEVRONNAGE
L'entraxe des chevrons correspond à la plus petite dimension des panneaux, et les panneaux
utilisés ont reçu une feuillure en usine et sont alors posés bord à bord et cloués sur les chevrons. L'écran d'étanchéité est posé antérieurement à la mise en place des panneaux sur la face externe des panneaux et sur les chants. Après fixation, pour éviter une discontinuité dans l'écran d'étanchéité. au droit des joints, est collée dans le fond de la .gorge ainsi formée une bande adhésive étanche. La gorge est ensuite fermée par mise en place d'un chevron en polystyrène également collé, les deux lignes de joints apparentes peuvent être dissimulées par mise en place d'un profilé métallique ou plastique.

PLAFOND SUSPENDU
Ces plafonds sont réalisés par suspension de l'isolation aux fermes métalliques formant l'ossature du bâtiment.
Entre ces fermes sont lancées des fermettes Qui, à un entraxe en fonction des dimensions des panneaux utilisés, supportent des fers à T. C'est à ces fers à T que l'isolation est suspendue au moyen de suspentes semi-métalliques. Afin d'éviter un pont thermique, ces suspentes sont généralement constituées à chaque extrémité par des tiges filetées reliées entre elles par un tube en matière plastique, la tige filetée inférieure soutient les couvre-joints métalliques qui
supportent l'isolation et masquent les joints. Le polystyrène reste apparent et l'écran d'étanchéité est déroulé au-dessus de l'isolation en prenant, pour assurer la continuité de l'écran, toutes les précautions déjà indiquées pour la soudure des différents lés. Une autre solution consiste à remplacer les profilés supportant l'isolation par des pièces en forme de clips dans lesquels viendront s'engager des clous crantés à tête extra-large ; clous qui fixeront ainsi des panneaux de polystyrène comportant des feuillures, L'étanchéité et le remplissage de la gorge existant entre panneaux sont réalisés de la même façon qu'il a été indiqué au paragraphe précédent-
Lorsque l'isolation est réalisée de cette façon il en résulte que la face inférieure de l'isolant est à la température de la chambre froide et la face supérieure à la température des combles. Le coefficient de dilatation du polystyrène n'étant pas négligeable (7 X 10-5) un abaissement de
température de 20 °C provoque une contraction de 1,4 mm par mètre. Il y aura donc lieu. pour
éviter toute rupture de l'isolation en cas de retrait éventuel, de réaliser un joint souple tout autour de la chambre entre l’isolation du plafond et celle des parois verticales.

Pose du polystyrène Sol

En raison de sa faible résistance à l'écrasement, le polystyrène expansé n'est pratiquement pas
utilisé pour l'isolation des sols, toutefois en armant suffisamment les dalles rien ne s'oppose à
son utilisation. On lui préfère une autre forme de polystyrène, le Styrofoam. Dont la structure particulière, constituée de cellules fermées obtenues au moment de la fabrication par
moussage et extrusion lui donne une bonne résistance mécanique.
La résistance à la compression du Styrofoam étant la même que celle du liège, les mêmes procédés de pose peuvent être utilisés.

Pose du polystyrène Parois verticales

La même méthode de pose que celle utilisée pour le liège peut être utilisée ; compte tenu des
réactions des polystyrènes à la chaleur, le brai de pétrole est proscrit et il faut utiliser des émulsions bitumineuses pour jointoyer les panneaux. Il est possible d'utiliser une autre méthode de pose lorsque l'isolation peut être réalisée en une seule couche ; cette méthode étant également utilisée pour la pose de l'isolant en plafond.

Revêtement de protection
La faible résistance des polystyrènes aux chocs rend impérative la protection de cet isolant. La
pose traditionnelle avec des mastics bitumineux implique la mise en oeuvre d'un enduit en
ciment grillagé et crampillonné sur le polystyrène. Cet enduit taloché fin ou lissé peut être
éventuellement remplacé par un carrelage en faïence.

Pose du liège Plafond

Plusieurs cas peuvent se présenter ;
- le plafond est existant et l'isolation est posée contre ;
- le plafond est à couler et l'isolation est à poser contre ;
- le plafond est plus haut que la chambre froide et l'isolation est suspendue à un chevronnage.
*Plafond existant
Le processus de pose est similaire à celui utilisé pour les. parois verticales mais la seconde couche de liège ne pouvant être suffisamment maintenue contre la première par clouage avec les chevilles de bois, les agrafes métalliques doivent être doubles et permettre le serrage contre le plafond de la première couche de liège, d'une part, et celui de la seconde couche contre la première, d'autre part. Le revêtement de protection peut être constitué par un enduit en ciment lissé posé sur un grillage crampillonné. Bien souvent cet enduit est remplacé par un lait de ciment pose à la brosse et qui a l'avantage d'être plus léger que l'enduit dont l'épaisseur moyenne est de l'ordre de 20 mm. La figure suivante représente une coupe de plafond isolé de cette façon.

*Plafond à couler
Lorsque la dalle formant plafond est coulée conjointement à la réalisation de la chambre froide, la meilleure méthode consiste à placer l'isolation en fond de coffrage. Les agrafes métalliques sont mises en place en même temps que le liège et les panneaux sont posés exactement de la même façon que s'il s'agissait d'un sol. L'écran d'étanchéité est réalisé sur la face externe apparente du liège, les agrafes métalliques sont solidement attachées à l'armature de la dalle et le béton est coulé ; après décoffrage, les barrettes inférieures sont fortement bloquées avant réalisation de l'enduit de ciment grillagé. Ce procédé permet de réaliser une liaison particulièrement intime entre le béton et l'isolation.

*Plafond sous chevronnage
Si un chevronnage est à réaliser pour mettre en place l'isolation du plafond, l'ossature doit en être constituée de sapin de section appropriée et fonction de la portée et de la charge imposée.
Suivant la charge qui est généralement limitée à 80 kg/m2 et la portée, les bois utilisés sont ; des demi-chevrons, demi-bastings, chevrons, bastings ou madriers. Lorsque la portée devient trop importante, il est nécessaire de réaliser un solivage composé ou une charpente métallique afin de respecter les portées maximales de l'ossature bois.
Le tableau 51 donne les sections de bois à utiliser en fonction des charges et des portées.
L'écran anti-vapeur ne peut être réalisé de la façon et avec les matériaux déjà cités. Dans ce cas précis, on utilisera des matériaux en feuilles livrés en rouleaux (polyéthylène, complexes bitumineux, etc.), qui seront déroulés sous le chevronnage, les différents matériaux étant soigneusement soudés ou collés entre eux avec un recouvrement minimum de 10 cm. Les agrafes métalliques doubles destinées à serrer les couches d'isolant contre l'ossature entourant entièrement celle-ci, le processus de pose des panneaux devient alors similaire à celui décrit
pour un plafond existant. L'entraxe entre les bois dépend de la façon dont l'ossature est placée par rapport à l'isolation, si celle-là est au-dessus de l'isolation, L’entraxe entre les bois est de
0,50 m ; si l'ossature est noyée dans la première couche de liège, la cote de 0,50 correspond alors à l'intervalle entre bois afin d'y bloquer les panneaux de la première couche .Les figures suivantes représentent la coupe d'un plafond isolé de cette manière.

Pose du liège Sol

De même que les parois verticales, le sol doit être préparé à recevoir l'isolant par l'exécution
préalable d'une forme en béton maigre. Cette forme ne requiert aucune particularité d'exécution, hormis le respect, lors de la coulée. d'une pente généralement de 1 cm/m. Cette pente peut être portée à 2 cm/m dans le cas de chambres à abats, poissons ou fleurs. Les panneaux de liège reposent sur le sol sans fixation métallique.
L'écran anti-vapeur est très souvent constitué par deux couches de brai coulé bouillant et qui est très facilement mis en oeuvre, il peut aussi être constitué par une émulsion bitumineuse ou
d'asphalte posée de façon similaire à l'écran antivapeur des parois verticales. Les différents panneaux de chaque couche sont mis en place à joints croisés et jointoyés comme il a été indiqué pour les parois latérales. toutefois l'isolation du sol étant faite après celle des parois latérales, les panneaux de pourtour du sol sont posés avant de procéder à la mise en place des panneaux verticaux de façon que les premiers panneaux latéraux reposent sur le premier panneau de sol .Pour éviter l'infiltration d'eaux de lavage ou de dégivrage dans l'isolation du sol, un second écran d'étanchéité peut être réalise sur la dernière couche de liège ; il est nécessaire que cet écran soit relevé verticalement le long de l'isolation des murs sur une hauteur minimum de 0,25 à 0,40 m pour pallier toute infiltration d'eau à la jonction des enduits latéraux et de la dalle. , ceci est indiqué dans la figure suivante
Revêtement de protection
Une dalle de répartition de charge, réalisée en béton de gravillons, est coulée sur l'isolant ;
cette dalle, suivant la surcharge au sol, a une épaisseur de 60 à 80 mm, 60 mm étant le
minimum au point le plus bas de la chambre froide. Pour des surfaces de plancher supérieures
à 20 mètres carrés ou dans le cas de surfaces moindres pour des charges importantes, la dalle
doit être armée à l'aide d'un treillis métallique, le ferraillage de cette armature et la section des
fers formant le treillis sont évidemment fonction de la surface du sol, de la charge et des surcharges dynamiques pouvant être engendrées par la circulation de chariots,
Cette dalle est terminée par une chape d'usure pour les chambres de surface au sol importante.
Dans les petites chambres froides commerciales, cette chape d'usure est souvent remplacée par un carrelage en grès cérame raccordé aux parois verticales avec plinthe.
Protection du sol contre le gel
Dans les chambres à température négative, il faut éviter la congélation du sol, car cette
congélation entraînerait une détérioration des murs du bâtiment par soulèvement de celui-ci.
Pour éliminer ce risque de congélation, deux procédés différents peuvent être utilisés :
- constitution d'un vide sanitaire,
- chauffage du sol de la chambre .froide.
VIDE SANITAIRE
Ce vide peut être constitué naturellement lors de la construction du bâtiment si, en dessous
des chambres froides à température négative, existe un sous-sol à usage de réserve par exemple ou un sous-sol technique au plafond duquel sont fixées des tuyauteries de fluides divers et les canalisations électriques du bâtiment. Dans ce cas, rien de particulier n'est à prévoir lors de l'isolation des chambres froides.
Si les chambres sont réalisées sur terre-plein, des travaux préparatoires sont nécessaires afin de réaliser ce vide sanitaire avant la pose de l'isolation. Celui-ci est alors exécuté de la façon
suivante :
On réalise un affouillement d'une profondeur suffisante pour permettre la réalisation du vide
sanitaire et la mise en place de l'isolation de telle façon que le nu de la chape d'usure soit le
même que celui du couloir de service. Sur la forme de fond de cet affouillement sont mis en place des rangs de briques creuses. Si la surface et les charges sur le plancher de la chambre le nécessitent, des semelles en béton sont coulées. Entre ces rangs de briques ou de semelles, sont ménagés des canaux de circulation d'air . Sur ces briques ou semelles est coulée à coffrage perdu une dalle de béton armé ou non ; sur cette dalle est ensuite posée l'isolation comme indiqué sur les figures suivantes. On retrouvera donc successivement les éléments mis en oeuvre:
écran étanche à la vapeur d'eau (glacis de. brai), liège, nouveau glacis de brai, dalle de répartition et chape d'usure. Si le vide sanitaire peut déboucher à l'intérieur et à l'extérieur du bâtiment ,une faible dénivellation des orifices d'entrée et de sottie d'air est suffisante pour assurer la circulation d'air nécessaire pour compenser le flux thermique traversant l'isolation.
Si les dispositions locales ne permettent pas d'avoir une entrée et une sortie d'air sur deux faces opposées, il faut alors rechercher la plus grande différence de niveau possible deux points et même dans certains cas avoir recours à une ventilation mécanique.

CHAUFFAGE DU SOL
Lorsque, pour éviter une congélation du sol, il est impossible d'exécuter un vide sanitaire, une
autre solution consiste à chauffer la dalle de forme au moyen de câbles chauffants de forte section, noyés dans la dalle et alimentés en basse tension, la température de la dalle est alors
réglée par thermostat et maintenue au-dessus de 0 °C.
Il est bien certain que le réchauffage électrique n'est pas le seul mode de chauffage possible
du sol et que tout autre procédé offrant les mêmes garanties de maintien en température positive de la dalle peut être envisagé, notamment la circulation d'eau glycolée chaude obtenue à partir d'un échangeur placé sur le collecteur de refoulement des machines ;toutefois le chauffage de cette eau glycolée est subordonné au fonctionnement des machines.

Pose du liège Parois verticales

Les panneaux de liège constituant la première couche d'isolant sont plaqués contre la paroi par
des barrettes métalliques serrées contre l'isolant en vrillant une attache métallique ou un
chevelu( fils de fer galvanisé torsadé)scellée dans la paroi ou en rabattant la tige de l'attache
métallique et en la clouant sur le panneau à l'aide d'un clou cavalier. Il faut, en premier lieu.
par un traçage judicieux et compte tenu des dimensions des panneaux utilisés. déterminer la
position de ces points de fixation de façon qu'en aucun cas ces attaches ne transpercent les
panneaux isolants. Ces attaches se trouveront donc sur les lignes de joints des panneaux, ce
qui a, en outre. comme avantage supplémentaire, celui de réduire de moitié le nombre
d'attaches à poser, chaque attache intéressant alors la fixation de deux panneaux. Il est prévu
en général quatre attaches au mètre carré. Sur les parois de grande surface et si la nature de
celle-là le permet, les chevelus sont fixés à la paroi par l'intermédiaire de pointes en acier à
têtes percées posées au pistolet à scellement. Pour les parois de petite surface ou lorsque la
nature de la paroi ne permet pas d'utiliser cette méthode de pose (corps creux) les attaches
métalliques sont alors scellées directement sur la paroi. Ces attaches posées, l'écran antivapeur
devra être mis en place. Il sera constitué par deux couches minimum d'une émulsion de
bitume à froid ou d'émulsion d'asphalte ou tout autre produits similaires.
Ce produit sera, suivant sa nature, posé soit à la truelle, soit à la brosse ou encore au pistolet
dans les conditions et avec la densité au mètre carré recommandées par le fabricant. Cet écran
antivapeur étant réalisé et sec, les panneaux constituant la première couche d'isolation seront
posés à joints croisés en enduisant la face arrière du panneau ; les chants étant «tartinés» à
refus soit au mastic isolant à base d'émulsion bitumineuse ou similaire, soit au brai de pétrole
bouillant chargé à la poudre de liège. Les panneaux étant mis en place contre les parois et les
agrafes métalliques serrées, les joints entre panneaux sont repris avec le même produit.
La seconde couche (éventuellement les suivantes) sera ensuite posée en « tartinant » de la
même façon et aux mêmes endroits les panneaux qui seront mis en place en les pressant et en
les faisant glisser sur les panneaux de la première couche, les joints étant repris après avoir
cloué chaque panneau sur la couche précédente à l'aide de chevilles en bois dur taillées en
coin, enfoncées obliquement et à fleur. I1 est prévu de 8 à 10 chevilles par mètre carré, la
longueur des chevilles étant habituellement égale à l'épaisseur de l'isolation.
Bien entendu, les panneaux constituant cette deuxième couche sont posés à joints croisés
entre eux mais également à joints croisés avec les panneaux constituant la première couche.
L'isolation des parois verticales ainsi exécutée ne peut rester en l'état, il est indispensable de la
protéger contre les chocs à l'aide d'un revêtement approprié. Celui-ci peut être réalisé à l'aide
d'un enduit ciment de 20 mm d'épaisseur armé par un grillage à grandes mailles solidement
crampillonné sur le liège. Cet enduit peut se présenter « taloché fin » ou « lissé ». il peut
recevoir en sus une peinture perméable à la vapeur d'eau. Le revêtement de protection peut
également être constitué par un carrelage en faïence pour les chambres à température positive
ou en carreaux de grès émaillé dans les chambres à température négative, carrelages ou
enduits sont raccordés aux autres parois et au sol par des gorges ou arrondis conformément
aux règlements sanitaires en vigueur.

Pose de l’isolation

a)- Pose du liège

1- Parois verticales
2- Sol
3- Plafond

b)- Pose du polystyrène

1- Parois verticales
2- Sol
3- Plafond

Principaux isolants

Le liège
Le liège est le plus ancien des matériaux utilisés en isolation frigorifique. Il fut successivement mis en oeuvre sous forme de granulés puis de plaques constituées par agglomération de ces granulés à l'aide de liants organiques tels que la caséine ou la gélatine, mais l'humidité à laquelle sont exposés les panneaux désagrège les liants avec production d'odeurs désagréables, aussi, dans un autre stade, a-t-on aggloméré les granulés avec du brai de houille ; actuellement il n'est utilisé que sous la forme de liège expansé pur.
Le liège est produit à partir de l’écorce du chêne de liège qui est un arbre ne poussant que sur le pourtour du bassin occidental de la Méditerranée. Il est pratiquement imputrescible grâce à
l'un de ses constituants : la subérine .
La fibre de verre
La fibre de verre , appelée quelquefois laine de verre est, comme sa première appellation l'indique sans ambiguïté, un matériau fibreux. Dans ce genre de matériau l'air n'est pas enfermé dans de nombreuses petites cellules fermées, mais emprisonné entre les fibres enchevêtrées du produit. C'est un matériau très léger et dont on peut faire varier la densité au moment de la fabrication, imputrescible, non hygroscopique, ne servant pas d'aliment aux rongeurs, inodore, neutre vis-à-vis des autres matériaux, malheureusement, dans les qualités utilisées pour l'isolation frigorifique, sa résistance à l'écrasement est trop faible pour l'utiliser dans l'isolation des sols de chambres froides. Elle est ignifuge et ininflammable.
La fibre de verre est obtenue à partir d'un mélange de sable, de carbonate de sodium, de borate, de dolomie, de feldspath pour ne citer que les principaux composants, auxquels on ajoute du calcin, verre brisé provenant d'une fusion précédente.
Les composants finement broyés sont ensuite soigneusement dosés et malaxés pour obtenir un mélange parfaitement homogène qui est acheminé vers la trémie d'alimentation des fours.
Le polystyrène expansé
Le polystyrène expansé est un matériau isolant cellulaire obtenu à partir d'un produit de base
qui est un polystyrène expansible commercialement dénommé « Styropor », et qui se présente
sous forme de perles blanches élaborées par la polymérisation de perles de styrène.
La fabrication du polystyrène peut être réalisée soit par moulage en blocs par voie humide, soit par fabrication en continu par voie sèche.
Le Styrofoam
C'est le charbon et le pétrole qui sont les matières premières utilisées pour l'obtention en
premier lieu du styrène qui est la matière de base permettant l'élaboration du Styrofoam. On
voit donc que jusqu'à ce stade nous utilisons la même matière de base que pour la fabrication du polystyrène expansé ; ce n'est qu'ensuite que les procédés de fabrication diffèrent totalement puisque on va substituer « l'extrusion » à « l'agglomération » des perles expansées.
Le chlorure de polyvinyle
Ces sont des mousses rigides, plus connues en isolation sous leur appellation commerciale de «
Klégécell » , sont des matériaux plastiques expansés dont les masses volumiques peuvent varier
de 30 à 300 kg au mètre cube.
Les mousses utilisées en isolation sont des mousses rigides dites « qualité 33 » et « qualité 40
» dont la structure cellulaire est constituée de multiples cellules fermées, indépendantes et étanches renfermant un gaz inerte.
Mousses de polyuréthanne
Les mousses rigides de polyuréthanne sont obtenues à partir de la réaction chimique de deux
composants liquides ( isocyanate et polyol ) en présence de catalyseurs. La structure cellulaire
du produit est réalisée par un dégagement gazeux dû :
- soit à une réaction chimique secondaire libérant du gaz carbonique ;
- soit à l'ébullition sous l'effet de la chaleur de réaction d'un liquide servant ainsi d'agent gonflant ; ce liquide est en général du Trichloro monofluoro-méthane (Réfrigérant R 11).
Les mousses rigides ainsi obtenues sont à cellules fermées, le pourcentage de celles-ci par
rapport au nombre total de cellules dépend de la densité de la mousse obtenue ainsi que de la
nature de l'agent gonflant utilisé.
L'expansion de la mousse peut avoir lieu dans des moules ouverts qui permettent d'obtenir des
pains de grandes dimensions (2 à 3 m3) qui sont ensuite découpés à des dimensions
commerciales standards, pour donner des panneaux analogues quant à leur présentation aux
panneaux de liège, de polystyrène ou de Klégécell. Elle peut également être réalisée dans des
machines « en continu » sous forme de plaques de forte épaisseur (50 cm) redébitées ensuite,
ou de plaques à épaisseurs finies revêtues ou non de supports formant pare-vapeur .
L’un des très grand avantage des mousses de polyuréthanne est que l'expansion peut être
réalisée in situ soit dans des moules ayant la forme de l'appareil à isoler, ou de la pièce à
réaliser. Cette expansion peut être obtenue soit par coulage, soit par pulvérisation.
Le verre cellulaire
Le verre cellulaire, appelé également « mousse de verre expansé », est beaucoup plus connu
sous son appellation commerciale de Foam-glass .
Le Foamglass est obtenu à partir de poudre de verre portée à sa température de fusion expansé
à environ 15 fois son volume sous l'action du carbone gazéifié à la température à laquelle est porté le verre.
Après refroidissement, on obtient un matériau constitué par de minuscules cellules de verre
hermétiquement closes. La nature des parois des cellules, d'une part, la parfaite étanchéité de
celles-ci, d'autre part, expliquent les caractéristiques remarquables de ce matériau comme
isolant et élément de construction de parois isothermiques .Toute adjonction de liant étant
exclue lors de la fabrication, le Foamglass possédera toutes les propriétés du verre pur, il sera donc :
- ininflammable,
- non hygroscopique,
- étanche à la vapeur d'eau,
- résistant à tous les acides sauf à l'acide fluorhydrique,
- inodore,
- inerte vis-à-vis de tous les matériaux,
en contrepartie il est relativement dense pour un matériau cellulaire puisque sa masse
volumique est de 125 kg/m3 pour la qualité T 2 et de 135 kg/m3 pour la qualité S 3, donc
voisine de celle du liège expansé pur (110 à 120 kg/m3), il s'ensuit que son coefficient de
conductibilité aura également une valeur sensiblement égale à celle du liège expansé .il est
également possible de le trouver sous forme de coquilles ou douelles pour l'isolation de
tuyauteries ou de corps cylindriques.

Les isolants thermiques

1. Caractéristiques générales
Les isolants thermiques sont issus de matière première d’origine inorganique ou organique. Ils
sont élaborés à partir d’éléments provenant du règne minéral ou organique (végétal ou animal)
1.1)- Propriétés physiques:
- Conductivité : c'est la caractéristique essentielle recherchée pour le choix des isolants s'exprime en w/m °C) elle varie largement en fonction de la température.
- Chaleur massique : c'est la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1°C de 1Kg d'un corps, elle s'exprime en J/kg °C,
Variation dimensionnelle en fonction de la température :
pour un corps homogène ;
ΔV = β.Vo. Δθ

ΔV: variation de volume
Vo : volume initial
Δθ : Variation de température
β : coefficient de dilatation volumique du matériau

1.2)- Propriétés qualitatives
Les caractéristiques qualitatives que doit avoir un isolant idéal sont :
- Léger et non hygroscopique pour conserver constante dans le temps ses qualités d’isolant ;
- Imputrescible ;
- Inodore, pour ne pas communiquer d’odeurs aux produits entreposés ;
- Neutre vis-à-vis des autres matériaux pouvant être en contact (boîs, acier, maçonnerie etc.… ;
- Ininflammable et ignifuge ( ne brûle pas et ne propage pas de flamme ) ;
- Elastique pour résister sans se rompre aux étirements et aux déformations ;
- Résistant à la pression ( charges au sol des chambres froides ) ;
- Résistant au tassement pour ne pas se tasser après sa mise en place ;
- Ne pas servir d’aliments aux rongeurs ou leur permettre de créer des lieux de refuge et d’y creuser des galeries ;
- Imperméable à la vapeur d’eau ,pour éviter la condensation ou la congélation de la vapeur d’eau dans l’isolant .
Pour être rassuré , il faut savoir qu’aucun isolant ne possède toutes ces qualités regroupés .Il est donc nécessaire lors d’une opération d’isolation de choisir l’isolant qui possède le plus grand nombre de ces qualités pour l’application désirée .

1.3)- Autres propriétés :
- Inodeur : afin de ne pas communiquer d'odeurs aux denrées entreposées il faut aussi
s'assurer de la réaction des isolants aux micro-organismes (champignons en particulier) et aux insectes etc.....
- Réaction au feu :
1) matériaux incombustibles Mo
2) matériaux non inflammable M 1
3) matériaux difficilement inflammables M2
4) matériaux moyennement inflammables M3
5) matériaux facilement inflammables M4
6) matériaux très facilement inflammables M5

l’isolation thermique des installations frigorifiques

La production de froid coûte très chère surtout quand la température désirée est très basse . Il
serait donc nécessaire de préserver cette production en empêchant la pénétration de chaleur à
travers les parois des enceintes refroidies par la mise en place dans ces parois de matériau
mauvais conducteur de chaleur appelé isolant .
Un matériau isolant ou mauvais conducteur de chaleur est constitué par un grand nombre de
cellules ou cavités renfermant de l’air sec au repos ou tout autre gaz ayant un faible
coefficient de conductibilité thermique .


Les isolants thermiques

Systèmes de Dégivrage

DEGIVRAGE DES EVAPORATEURS DES POSTES A TEMPERATEURS POSITIVES
*Dégivrage à air
Avec des températures de conservation supérieures à 0°C, le dégivrage se conçoit généralement par arrêt de la production frigorifique et la mise en “ marche forcée ”du ou des ventilateurs de l’évaporateur.
Le passage contenu de l’air à travers l’évaporateur (air à une température supérieur à 0°C) va faire fondre le givre accumulé et assurer le dégivrage. La commande de dégivrage pouvant se faire automatiquement par interrupteur horaire ou manuellement.
DEGIVRAGE DES EVAPORATEURS DES POSTES A TEMPERATURE NEGATIVES
Pour les postes à températures négatives il existe principalement trois procédés de dégivrage.
1.Dégivrage par chauffage électrique
le dégivrage par résistances électriques est, de loin, le mode de dégivrage le plus utilisé.
Des épingles (ou cannes) chauffantes sont agrafées dans l’évaporateur parallèlement aux tubes
La commande du dégivrage se fait généralement par interrupteur horaire(“ pendule de dégivrage ”), le retour à la “ marche réfrigération ” étant souvent assuré par un thermostat de fin de dégivrage.
Avec ce procédé de dégivrage il est également prévu un thermostat de sécurité chaud.
2.Dégivrage par gaz chauds
Avec ce procédé, le dégivrage de l’évaporateur est obtenu en envoyant dans l’évaporateur les gaz chauds venant du refoulement du compresseur.
Une conduite “gaz chauds ” sur laquelle on trouve un robinet électromagnétique, relie le refoulement du compresseur à l’entrée de l’évaporateur ‘en aval du détendeur).
La commande de dégivrage, par ouverture du robinet électromagnétique “ gaz chauds ”, se fait généralement par interrupteur horaire.
3.Dégivrage par inversion de cycle
Une vanne 4 voies d’inversion de cycle permet d’inverser les rôles du condenseur et de l’évaporateur. En phase dégivrage l’évaporateur à dégivrer fonctionne en condenseur et le condenseur en évaporateur.
Comme pour les deux autre procédés, la commande du dégivrage (alimentation de la vanne 4 voie d’inversion de cycle) se fait par interrupteur horaire.

MODES DE REFROIDISSEMENT DANS DES CHAMBRES FROIDES

a- refroidissement directe
Celui-ci est également dénommé détente directe dans ce cas, le fluide frigorigène est directement en contact thermique avec le liquide à refroidir, la chaleur qui lui est retirée assurant l’évaporation du fluide frigorigène.
b- refroidissement indirecte
Il y a refroidissement indirect quand, pour le transfert de chaleur entre le liquide à refroidir et le fluide frigorigène en évaporation ,on a recours à un troisième liquide intermédiaire que l’on dénomme généralement fluide frigo-porteur

Transmission de la chaleur Par rayonnement

Mécanisme :
Considérons une enceinte fermée où règne le vide absolu, parfaitement calorifugée extérieurement et contenant quatre corps aux températures absolues T1, T2, T3, T4, la paroi étant à la température initiale T.
Nous constatons au bout d’un certain temps que toutes les températures sont identiques.

La chaleur s'est échangée sans intermédiaire matériel. Il y a eu rayonnement thermique.
Tous les corps émettent à toute température un rayonnement thermique. Ce rayonnement se transmet en ligne droite dans l'espace et peut être absorbé par un autre corps matériel.
La partie non absorbée du flux calorifique est réfléchie par le corps récepteur. C'est par rayonnement que nous parvient la chaleur du soleil ; les rayons thermiques traversant les espaces intersidéraux sans être absorbés. L'énergie calorifique rayonnée par un corps dépend de sa température et de l’état de sa surface extérieure.
Les divers corps se comportent de manière très différentes vis-à-vis de l'émission, ou de l'absorption du rayonnement solaire par exemple :
certains corps sont très absorbants, le « corps noir » absorbe intégralement toute l'énergie où il reçoit. Certains corps sont très réfléchissants, par exemple, l'aluminium poli.

Transmission de la chaleur par convection

Mécanisme
Dans les fluides (liquides ou gaz) les différences de température régnant au sein de la masse du fluide provoquant des variations de densité. Ces différences de densité provoquent au sein même du fluide des mouvements de convection, qui ont pour effet de tendre à égaliser les températures des divers points de la masse fluide par substitution réciproque de particules du fluide au contact des surfaces solides qu’il baigne. Elles s'y réchauffent ou s'y refroidissent suivant que la température de la paroi est supérieure ou
inférieure à la température moyenne du fluide.
Les mouvements de convection sont donc des facteurs essentiels de transmission de chaleur entre un solide et un fluide.
Les mouvements de convection pouvant être naturels ou provoqués artificiellement nous distinguerons la convection naturelle et la convection forcée.
Il y aura convection naturelle si les mouvements du fluide sont engendrés uniquement par les différences de densité dues aux différences de températures régnant au sein de la masse fluide. Ces mouvements sont généralement lents. Il y a convection forcée lorsque les mouvements sont engendrés par des actions extérieures telles que l'action d'un
ventilateur ou le tirage d'une cheminée. Ils seront donc plus ou moins rapides.
Coefficient de convection
Le flux calorifique transmis par convection entre un solide et un fluide qui le baigne dépend de nombreux facteurs : différence de température entre fluide et paroi, vitesse de déplacement du fluide, conductivité, viscosité, masse, chaleur massique du fluide, nature, forme, dimension de la paroi. Les lois de la transmission par convection α est défini comme étant :
La quantité de chaleur qui passe en une heure d'une surface de un mètre carré au milieu
ambiant lorsque la différence de température entre la surface et le milieu ambiant est de un
degré Celsius.

Si on considère une surface S à la
température uniforme θ1 en contact avec un
fluide dont le coefficient de convection est α,
la puissance thermique Q échangée entre le
fluide et la surface est donné par la relation
de Newton :

Transmission de la chaleur par conduction

*Mécanisme
La transmission de chaleur par conduction à lieu dans un seul et même corps lorsque ses parties présentent des températures différentes. Si nous plongions l'extrémité d'une tige d'acier dans un foyer la température de la tige serait régulièrement décroissante de l'extrémité chaude à l'extrémité froide. Les particules portées à haute température sous l'action de la flamme réchauffent les particules voisines plus froides en se refroidissant. Il y a propagation de la chaleur de proche en proche à travers le métal sans déplacement de
matière. L'effet du chauffage ne devient sensible à l'extrémité froide que si celui-ci dure suffisamment longtemps.
*Coefficient de conductibilité
Tout matériau permettant la propagation de la chaleur par conduction est dit conducteur thermique. Les métaux sont tous de bons conducteurs thermiques. L'argent, le cuivre et l'aluminium étant parmi les meilleurs. Par contre d'autres corps offrent une grande résistance à la propagation de la chaleur par conduction. Ce sont les isolants thermiques.
Tous les corps qui emmagasinent de l'air comme, le duvet, la laine, les fourrures, le liège, les laines minérales, les matériaux expansés (polystyrènes et polyuréthane) sont aussi des isolants thermiques. Assurant la jonction entre les conducteurs thermiques et les isolants thermiques nous trouverons beaucoup d’autres corps tels que les bois, le verre, la porcelaine, de nombreuses matières plastiques, qui sans être des isolants thermiques
propagent beaucoup moins la chaleur que les métaux.
Ces considérations nous amènent ç conclure que, de même que chaque corps possède une chaleur massique qui lui est propre et qui permet de déterminer la quantité d'énergie calorifique qu'il faut lui fournir pour faire varier sa température, chaque corps offre à la propagation de la chaleur une résistance qui lui propre, et il doit être possible de déterminer pour chacun d'eux la quantité de chaleur qu’il transmettra dans des conditions déterminées. Cette quantité de chaleur dépendue du coefficient de conductibilité λ du corps considéré.
*Loi de Fourier

Si l'on considère un mur plan, de
section S, d'épaisseur e et de
coefficient de conductibilité λ , dont
les deux faces sont portées à des
températures θ1 et θ2, la
puissance thermique Q le
traversant est donné par la relation
de Fourier.

Le coefficient λ représente la quantité de chaleur, par mètre carré, traversant un 1 mètre d'épaisseur de « corps » ou de fluide, pour une di de température de 1°C entre les faces de ce corps ou de ce fluide pendant 1h.

Différents modes de transmission de la chaleur.

Modes de transmission de la chaleur
Entre deux corps, de température, se produit un flux thermique :
l'énergie calorifique est transportée du corps le plus chaud vers le corps le plus froid.
La transmission de chaleur s’effectue de trois façons :
Par conduction : la chaleur se propage des régions les plus chaudes vers les régions les plus froides sans déplacement apparent de la matière.
Par convection : tout corps porté à une température émet un rayonnement qui transporte de l'énergie calorifique et qui peut se propager dans le vide absolu.
Par rayonnement : Tout corps porté à une température émet un rayonnement qui transporte de l'énergie calorifique et qui peut se propager dans le vide absolu.