Thermophysical Characterization of a Thermoregulating Interior Coating Containing a Bio-Sourced Phase Change Material
Résumé
This paper presents the work carried out as part of a study of a proactive interior coating based on both plaster and a phase change material (PCM), intended to improve the energy efficiency of buildings. This bio-based PCM is composed of a mixture of vegetable oils, methyl stearate, and methyl palmitate micro-encapsulated into polymer capsules. These components with distinct thermal properties constitute a mixture that displays supercooling and proves difficult to characterize using methods known in the literature. This article focuses on the thermophysical characterization (i.e., thermal conductivities, thermal capacities, latent heat, melting temperatures) and numerical modeling of a sample of this coating tested in the laboratory. This characterization is derived from experimental measurements carried out on a fluxmeter bench and by inverse methods. A new model of PCM composite characterization is presented and simulated using Python; the output shows a high degree of accuracy in describing the thermal behavior of the coating, regardless of the thermal stress applied, even making it possible to represent the phenomenon of supercooling or partial melting/solidification.
Cet article présente les travaux réalisés dans le cadre de l'étude d'un enduit intérieur proactif contenant à la fois du plâtre et un matériau à changement de phase (MCP), destiné à améliorer l'efficacité énergétique des bâtiments. Ce MCP biosourcé est composé d'un mélange d'huiles végétales, à base de stéarate de méthyle et de palmitate de méthyle micro-encapsulés dans des capsules en polymère. Ces composants aux propriétés thermiques distinctes constituent un mélange qui présente une surfusion et s'avère difficile à caractériser à l'aide des méthodes connues dans la littérature. Cet article porte sur la caractérisation thermophysique (conductivités thermiques, capacités thermiques, chaleur latente, températures de fusion) et la modélisation numérique d'un échantillon de cet enduit testé au laboratoire. Cette caractérisation se base sur des mesures expérimentales réalisées sur un banc fluxmètrique et par des méthodes inverses. Un nouveau modèle de caractérisation des MCP composés est présenté et simulé à l'aide de Python ; les résultats montrent un haut degré de précision pour décrire le comportement thermique de l'enduit, quelle que soit la contrainte thermique appliquée, permettant même de représenter le phénomène de surfusion ou de fusion/solidification partielle.