Etude de l’impact de l’épaisseur des lanières sur la performance énergétique d’un rideau à lanières PVC

Dans le contexte actuel où les prix des énergies (gaz, électricité) explosent, il est devenu vital de maitriser et d’optimiser ses consommations.

Nous avons déjà vu tout l’intérêt qu’il pouvait y avoir à mettre en place des rideaux à lanières afin de réaliser rapidement, simplement et de manière économique des gains énergétiques importants.

Nous allons dans cet article étudier l’impact de l’épaisseur des lanières sur la performance énergétique d’un rideau à lanières PVC en chiffrant l’économie annuelle d’énergie effectuée en passant d’une épaisseur de 2 mm à une épaisseur de 3 mm.

Sommaire de la page :

# Les principaux paramètres de l’étude

# Détermination de l’énergie nécessaire pour maintenir la température dans la pièce chauffée lorsque le rideau est ouvert

# Détermination de la déperdition d’énergie à travers un matériau ou une paroi

# Impact de l’augmentation de l’épaisseur des lanières sur la consommation énergétique

# Détermination du gain journalier sur la consommation électrique

# Calcul du gain économique annuel lié à l’augmentation de l’épaisseur des lanières

Les principaux paramètres de l’étude

Caractéristiques du rideau à lanières

• Surface du rideau : 6 m2 (largeur 3m x hauteur 2m par exemple)
• Recouvrement des lanières du rideau : 100% (2 rangées de lanières PVC qui se touchent sur chaque rangée)
• Epaisseur initiale des lanières PVC : 2 mm (ce qui correspond à une épaisseur de PVC de 4 mm sur toute la surface du rideau)
• Epaisseur des nouvelles lanières PVC : 3 mm (ce qui correspond à une épaisseur de PVC de 6 mm sur toute la surface du rideau)
• Pouvoir calorifique du PVC souple = 22 kJ/kg
• Densité du PVC souple = 1,25
• Conductivité thermique du PVC= 0,16 W/m.K

Conditions de températures

• Température de la pièce chauffée (par exemple un atelier) : 19°C (à maintenir)
• Température extérieure : 10°C
• Vitesse du flux d’air froid de l’extérieur vers l’intérieur : 0,45 m/s

Conditions de travail dans l’entreprise

• Temps d’ouverture de l’entreprise : 10 h/jour
• Séparation entre intérieur et extérieur assurée par un rideau à lanières PVC lorsque l’entreprise est ouverte
• Séparation entre intérieur et extérieur assurée par une double fermeture (porte automatique en PVC d’épaisseur 4 mm lorsque l’entreprise est fermée)

Hypothèses d’utilisation du rideau

• Surface d’ouverture du rideau lors d’un passage de piéton ou transpalette : 1,36 m2 (hauteur 1,70 m x largeur 0,80 m),
• Temps d’ouverture du rideau lors d’un passage : 3 s
• Nombre de passages par heure d’ouverture de l’entreprise : 12/h (1 passage toutes les 5 min)

Répartition des temps d’utilisation sur 24 heures

• Temps d’ouverture du rideau = 0,1 h (temps d’ouverture du rideau / passage x nombre de passage / h x temps d’ouverture de l’entreprise par jour)
• Temps pendant lequel le rideau à lanières PVC est fermé = 9,9 h
• Temps d’utilisation de la double fermeture = 14 h

Détermination de l’énergie nécessaire pour maintenir la température dans la pièce chauffée lorsque le rideau est ouvert

Quantité d’énergie (P en Watt) nécessaire pour réchauffer un flux d’air

P (W) = flux d’air (m3/h) x capacité thermique volumique de l’air (Wh/m3.K) x écart de température souhaité (K)

Capacité thermique volumique de l’air = 0,348 Wh/m3.K

Calcul de l’énergie nécessaire pour maintenir la température à l’intérieur lorsque le rideau à lanières PVC est ouvert

Quantité d’air froid entrant lors d’un passage sous le rideau = 1,836 m3

= Vitesse du flux d’air froid de l’extérieur vers l’intérieur (0,45 m/s) x surface d’ouverture lors d’un passage (1,36 m2) x temps d’ouverture du rideau (3 s)

Quantité d’air froid entrant / jour = 220,3 m3

= Quantité d’air froid entrant par passage (1,836 m3) x nb. passages sous le rideau  / jour (12 x 10))

Quantité d’énergie nécessaire par jour pour réchauffer l’air qui entre lors de l’ouverture du rideau = 0,69 kWh

= flux (220,3 m3) x capacité thermique volumique de l’air (0,348 Wh/m3.K) x écart de température (9 °K) 

Détermination de la déperdition d’énergie à travers un matériau ou une paroi

Formules de calcul de la résistance R d'un matériau et de la déperdition d’énergie (en Watt) liées à la conduction thermique d’un matériau

Résistance R de la paroi ou du matériau traversé (W/K) = Epaisseur de la paroi (m) / (Surface paroi (m2) x Conductivité thermique du matériau constituant la paroi (W/m.K))

Déperdition d'énergie (en W) = Différence de Température entre les 2 milieux (K) / Résistance R de la paroi ou du matériau traversé (W/K)

→ On multipliera donc cette valeur par la durée concernée pour obtenir la déperdition en Wh ou kWh (ce qui équivaut à la puissance nécessaire).

Détermination de la résistance R du rideau et de la déperdition énergétique selon les hypothèses de travail

Une augmentation de l’épaisseur des lanières de 2 à 3 mm avec un recouvrement de 100% va en effet conduire à une augmentation de l’épaisseur du rideau et donc de la matière isolante de PVC de 4 à 6 mm .

Rideau ouvert avec lanières PVC 2 mm / Durée : 0,1 h par jour

R (W/K) = 5,39 x 10-3 W/K = 0,004 / (4,64 x 0,16) W/K → Déperdition = 0,16 kWh (9 / R x 0,1)

Rideau fermé avec lanières PVC 2 mm / Durée : 9,9 h par jour

R (W/K) = 4,16 x 10-3 W/K = 0,004 / (6,00 x 0,16) → Déperdition = 21,38 kWh (9 / R x 9,9)

Rideau ouvert avec lanières PVC 3 mm / Durée : 0,1 h par jour

R (W/K) = 8,09 x 10-3 W/K = 0,006 / (4,64 x 0,16) W/K → Déperdition = 0,11 kWh (9 / R x 0,1)

Rideau fermé avec lanières PVC 3 mm / Durée : 9,9 h par jour

R (W/K) = 6,25 x 10-3 W/K = 0,006 / (6 x 0,16) → Déperdition = 14,26 kWh (9 / R x 9,9)

Fermeture par rideau avec lanières PVC 2 mm et porte automatique PVC 4 mm / durée : 14h par jour

R (W/K) = 8,33 x 10-3 W/K = (0,004 + 0,004) / (6 x 0,16) → Déperdition = 15,12 kWh (9 / R x 14,0)

Fermeture par rideau avec lanières PVC 3 mm et porte automatique PVC 4 mm / durée : 14h par jour

R (W/K) = 10,4 x 10-3 W/K = (0,006 + 0,004) / (6 x 0,16) → Déperdition = 12,10 kWh (9 / R x 14,0)

Impact de l’augmentation de l’épaisseur des lanières sur la consommation énergétique

Il est donc maintenant possible d’évaluer l’impact de l’augmentation de l’épaisseur des lanières sur les déperditions énergétiques et sur la consommation électrique de l’entreprise concernée.

Répartition des déperditions énergétiques sur 24 heures

Nous nous basons sur la répartition des temps d’utilisation du rideau sur 24 heures, ce qui permet de décomposer les déperditions en 3 périodes :

Rideau ouvert (0,1h) : déperdition due à l’entrée d’air froid qu’il faut chauffer (0,69 kWh) + déperdition liée à la conductivité thermique du PVC à travers la surface résiduelle du rideau fermé (4,64 m2)

Rideau fermé (9,9h) : déperdition liée à la conductivité thermique à travers la surface totale du rideau fermé (6 m2)

Fermeture de l’entreprise (14h) : déperdition liée à la conductivité thermique à travers la surface totale du rideau et de l’isolant complémentaire tel qu’un rideau de quai automatique

Détermination du gain journalier sur la consommation électrique

Nous prenons ici comme hypothèse un coût de l’électricité de 400 € HT / MW

► L’augmentation de l’épaisseur du rideau à lanières de 2 mm à 3 mm conduit à un gain journalier de 4,08 € HT (0,40 x 10,2).

Calcul du gain économique annuel lié à l’augmentation de l’épaisseur des lanières

Nous avons obtenu un gain économique estimé à 4,08 euros/jours pour un différentiel de température de 9°C (notre hypothèse de départ), soit 0,453 euros/°C (=4,08/9) lorsque l’on fait évoluer l’épaisseur des lanières de 2 vers 3 mm.

Ce gain peut être calculé plus finement en fonction des périodes de l’année en utilisant les relevés de température moyenne mensuelles en France en 2021 afin d’obtenir une somme vraiment représentative des gains réalisables.

Deux cas distincts se présentent alors :

Si température extérieure < 19°C nécessité de chauffer l’enceinte →  surconsommation énergétique

Si température extérieure > 19°C → aucune nécessité de chauffer l’enceinte → pas de surconsommation énergétique (sauf dans le cas où la température d’enceinte doit être maintenue à 19°C ce qui nécessiterait alors l’utilisation d’une climatisation et une surconsommation énergétique encore plus importante)

Nous obtenons alors les résultats suivants :

Ainsi l’augmentation de l’épaisseur des lanières de 2 à 3 mm, permet un gain direct sur l’énergie consommée de l’ordre de 1000 euros/ an par porte.

Cet investissement modeste, trouvera un retour sur investissement très rapide au sein de votre entreprise.

Ce calcul est valable pour un seul rideau mais :

• plus le nombre de rideaux en contact avec l’extérieur dans une unité sera important, plus importante sera la surconsommation énergétique
• plus important sera le trafic à travers le rideau (fréquence des passages) plus importante sera la surconsommation énergétique

N'hésitez pas à contacter notre équipe commerciale pour optimiser votre consommation énergétique en choissant le rideau à lanières adapté à votre besoin