Le lundi 3 décembre 2018, Gaëlle VOISIN, doctorante en énergétique et génie des procédés au Laboratoire d’Optimisation de la Conception et Ingénierie de l’Environnement (LCOIE), soutiendra sa thèse « Vers une meilleure prise en compte de la qualité de l’air intérieur et de la santé dans les logements individuels basse consommation : Développement d’une approche performantielle de la ventilation ».
La soutenance se tiendra à 13h30, dans l’amphithéatre du bâtiment B2, à Polytech Annecy-Chambéry, sur le campus du Bourget-du-Lac.
Résumé de la thèse
Les futures réglementations à l’horizon 2020 intégreront la notion de performance globale des bâtiments, incluant la qualité de l’air intérieur (QAI). Dans le domaine de l’énergie, les approches performantielles se sont développées afin de vérifier que le bâtiment respecte, à la conception, une consommation maximale d’énergie. Or, dans le domaine de la ventilation, les réglementations se basent généralement sur des approches prescriptives, fixant des débits de ventilation. Cette thèse vise donc le développement d’une approche performantielle afin de s’assurer, dès la conception, que la ventilation permet d’éviter un risque pour la santé des occupants. Par ailleurs, dans un contexte de généralisation des bâtiments à quasi zéro énergie, la perméabilité à l’air est aujourd’hui de plus en plus intégrée dans les réglementations thermiques en Europe. Comme l’évaluation de la performance porte souvent sur l’efficacité énergétique, et rarement sur la OAI, l’impact de la présence de plusieurs zones, interconnectées par des défauts de perméabilité à l’air sur les cloisons intérieures (perméabilité intérieure), combinées à une non-uniformité de la perméabilité d’enveloppe, est une problématique rarement étudiée et traitée dans cette thèse. Pour répondre à cette problématique, une campagne inédite de mesure des distributions de la perméabilité à l’air sur 23 maisons a permis de développer une base de données. Son analyse révèle que la perméabilité intérieure est non négligeable devant un détalonnage de porte, et que le type de structure (légère/lourde) a un impact considérable. A l’issue de ce travail, nous avons proposé des données d’entrées dans les modèles multizones sur ces distributions de perméabilité à l’air. Ensuite, un travail de quantification des impacts de ces distributions détaillées sur la QAI a pu être réalisé sur un cas d’étude modélisant le C02, l’humidité et le formaldéhyde dans une maison basse consommation. Elle est équipée soit d’une ventilation simple-flux (SF), soit d’une ventilation double-flux (OF). Des impacts importants ont été mis en évidence. Pour évaluer la OAI, il est donc nécessaire de modéliser finement la perméabilité à l’air d’enveloppe et intérieure. A l’issue d’un travail bibliographique intense, combiné à des analyses complémentaires présentées ciavant. nous avons pu proposer une approche performantielle pour la ventilation à utiliser dans une étude réglementaire au stade de la conception. Nous avons proposé 5 indicateurs de QAI à prendre en compte incluant des doses de C02, formaldéhyde et PM2.5, deux indicateurs sur l’humidité portant sur l’évaluation du risque de condensation et la santé des occupants. Nous avons également proposé des scénarios d’occupation et d’émission en polluants à prendre en compte. Enfin, nous avons décrit le type de modèle multizone à mettre en œuvre, les modèles physiques et hypothèses associées, les conditions limites à utiliser. Nous avons souhaité tester cette approche en l’appliquant sur une maison basse consommation servant de cas d’étude. Nous avons donc supposé être au stade de sa conception et devoir respecter une hypothétique réglementation fixant des objectifs de performance sur la QAI. Nous avons ainsi démontré comment une telle approche permettrait de faire des choix clés au stade de la conception, comme le type de structure (aux vues de son impact sur les distributions de perméabilité), le type de système de ventilation, le niveau de pollution intérieure (en lien avec le choix de labels ou d’étiquetage par exemple), au regard de leur impact sur la OAI. En effet, dans notre cas d’étude, seule une ventilation OF combinée à une émission faible ou médium de formaldéhyde permet de respecter les objectifs de QAI. Nous avons également montré qu’une telle approche serait utile au stade de la conception pour mieux dimensionner la distribution des entrées d’air ou des bouches d’extraction, voir même les débits de ventilation, afin d’atteindre les objectifs de OAI.