Soutenance de thèse de Patricia CARBAJO JIMENEZ

20 décembre 2018 10:00

Le jeudi 20 décembre 2018, Patricia CARBAJO JIMENEZ, doctorante en sciences pour l’ingénieur au Laboratoire d’Optimisation de la Conception et Ingénierie de l’Environnement (LOCIE), soutiendra sa thèse « Méthodologie d’optimisation d’un nouveau concept de système solaire thermique hybride eau-air ».

La soutenance se tiendra à 10h, dans bâtiment Hélios, salle INES Formation, sur le Bourget-du-Lac.

Résumé de la thèse

En réponse à l’évolution de la réglementation thermique, les bâtiments tendent à être mieux isolés et plus étanches, diminuant leurs besoins de chauffage. La ventilation, nécessaire pour garantir la qualité de l’air intérieur, représente ainsi une perte énergétique non négligeable. En outre, les besoins d’eau chaude sanitaire (ECS) deviennent prépondérants par rapport à ceux de chauffage. Dans ce contexte, les systèmes solaires thermiques peuvent fournir une part importante des besoins de chaleur du bâtiment. Ce travail étudie ainsi un chauffe-eau solaire pour la production d’ECS et le préchauffage d’air de ventilation. Ce fonctionnement hybride innovant permet aux systèmes solaires thermiques de s’adapter à la nouvelle répartition de la demande énergétique du bâtiment performant.
L’objectif de la thèse est de développer une méthodologie permettant d’optimiser la gestion de la chaleur solaire, distribuée entre les vecteurs énergétiques eau et air, ceci dans le but de maximiser le potentiel de l’énergie solaire récupérée et, par conséquent, de diminuer le recours à d’autres sources d’énergie dans le bâtiment. Dans un premier temps, le concept du système solaire hybride étudié a été validé et ses limites identifiées expérimentalement sur une maison test. Un modèle numérique du système a ensuite été implémenté sous l’environnement Dymola à l’aide du langage Modelica et confronté aux données expérimentales. L’interaction du système avec le bâtiment nécessite le couplage entre le modèle du système et le modèle d’un bâtiment sous EnergyPlus à l’aide d’une co-simulation. Les simulations numériques permettent ainsi d’analyser le comportement du système solaire hybride et de trouver un mécanisme de distribution de la chaleur solaire adapté aux bâtiments performants. Dans le but final de minimiser la consommation énergétique, les variables les plus influentes sur les performances du système hybride ont été identifiées à l’aide d’une analyse de sensibilité, les variables de décision retenues participant à une optimisation multicritère coût–consommation d’énergie. Ce travail propose ainsi une méthodologie pour la gestion optimisée de la chaleur récupérée par un système solaire hybride eau-air. L’intégration d’indicateurs de qualité de l’air intérieur et de confort thermique dans de travaux futurs pourraient compléter cette méthodologie.