Le SRI, ou « Solar Reflectance Index » est un indice permettant de classer les revêtements (peintures, enduits, …), en fonction de leur aptitude à ne pas s’échauffer sous le rayonnement solaire.
Qu’est-ce que le SRI ?
Posté le 10 avril 2020 dans Actualités
La norme ASTM E1980 donne la méthode pour calculer le SRI pour des surfaces opaques horizontales à pente faible dans des conditions standards d’ensoleillement et de vent, pour des surfaces dont l’émissivité est supérieure à 0,1.
Cette méthode consiste à classer thermiquement les revêtements par un indice variant entre 0 et 100.
Un revêtement avec un SRI proche de 0 correspond à une surface qui va préférentiellement capter la chaleur, tandis qu’avec un SRI proche de 100, la surface se comporte comme un miroir vis-à-vis de la chaleur solaire.
Pour effectuer le calcul du SRI, on doit donc mesurer l’albédo, qui est le facteur de réflexion solaire (déterminé selon la norme ASTM E903 par exemple), ainsi que l’émissivité de la surface, propriété qui conditionne les échanges thermiques par rayonnement.
Procédure de calcul
Hypothèses :
L’air ambiant est à 310 K soit 33°C.
La température de rayonnement du ciel T_Sky est fixée à 300 K soit 23°C.
Le flux solaire est fixé à 1000 m-2.
Bilan thermique :
La surface échange de l’énergie avec l’environnement, que l’on décompose en différents flux :
Φ_SA est le flux solaire absorbé par unité de surface en W.m-2,
Φ_S est le flux solaire total incident par unité de surface en W.m-2 (valeur standard : Φ_S= 1000 W.m-2)
Φ_C est le flux échangé par convection avec l’air ambiant en W.m-2,
Φ_R est le flux échangé par rayonnement avec l’environnement en W.m-2.
Modélisation des flux :
1. La surface absorbe une partie du flux solaire : Φ_SA=α∙Φ_S
où :
α le facteur d’absorption solaire (α = 1 – a)
α l’albédo de la surface.
2. Les échanges radiatifs sont déduits de la loi de Stefan-Boltzmann : Φ_R=ε∙σ∙(〖T_S〗^4-〖T_Sky〗^4)
où :
ε est l’émissivité de la surface,
σ la constante de Stephan-Bolzmann,
T_S est la température de la surface,
T_Sky est la température de rayonnement du ciel.
3. La surface échange par convection avec l’air ambiant :Φ_C=h_C∙(T_S-T_A)
où
T_S est la température de la surface,
T_A la température de l’air ambiant,
h_C le coefficient d’échange convectif.
Calcul du SRI :
Le SRI se calcule pour trois conditions de vent, soit trois vitesses d’air, et donc trois valeurs de h_C différentes :
Les résultats doivent être fournis pour les trois conditions de vent. Le SRI varie peu en fonction du vent pour des revêtements ayant une forte émissivité.
La température de la surface est calculée en résolvant le bilan thermique : Φ_SA=Φ_C+Φ_R
On calcule ensuite la température d’équilibre théorique d’une peinture noire à laquelle on attribue un indice de 0 et une peinture blanche à laquelle on attribue un indice de 100 :
- La peinture blanche de référence est une peinture d’albédo égal à 80 % et d’émissivité de 0,9.
- La peinture noire de référence est une peinture d’albédo égal à 5 % et d’émissivité de 0,9.
En connaissant la température T_S, la surface noire de référence T_B et la surface blanche de référence T_W, on en déduit le SRI par la formule suivante :
ATTENTION ! Le SRI peut dépasser la valeur de 100 pour des peintures plus réfléchissantes que la peinture blanche standard, et peut même être négatif pour des revêtements noirs ou très peu émissifs (comme les métaux par exemple).