jeudi 30 mars, à 14h00 – Thèse de Baptiste POIRIER

Publié le jeu 9 Mar 2023

Soutenance de thèse –  Baptiste POIRIER

Jeudi 30 mars à 14h00 dans l’Amphithéâtre 160 de l’IUT de Chambéry, 73370 LE BOURGET-DU-LAC

Evaluation de la performance globale de la ventilation intelligente en logement basse consommation

 

Résumé

Les économies d’énergies et la réduction de l’empreinte carbone dans le secteur du bâtiment sont cruciales pour atteindre les objectifs climatiques. Pour soutenir la transition énergétique dans ce secteur, des objectifs européens ambitieux visent à généraliser les bâtiments à haute efficacité énergétique. Dans ces bâtiments, la ventilation pour le renouvellement de l’air intérieur reste une source de consommation d’énergie. Or, le renouvellement de l’air est essentiel, car la pollution de l’air intérieur des bâtiments est bien souvent pire que celle de l’air extérieur. Sachant qu’un européen passe en moyenne 60 à 90% de son temps à l’intérieur d’un bâtiment, les systèmes de ventilation jouent un rôle clé pour répondre aux enjeux de santé publique par l’évacuation et la dilution des polluants.

Dans ce contexte, les systèmes de ventilation dit « intelligents », en plein essor, présentent un grand potentiel pour répondre aux besoins de QAI et améliorer la performance énergétique de la ventilation. Les réglementations actuelles sur la ventilation proposent une approche prescriptive préconisant, par exemple en France, des débits d’air extraits à respecter. Dans ce travail, nous proposons une approche performancielle incluant la qualité de l’air intérieur (QAI) et la performance énergétique regroupées sous la notion de « performance globale ». 

Les principaux objectifs de ce travail de thèse sont de proposer une méthode améliorée d’évaluation de la performance globale (MOPA) des systèmes de ventilation au stade de la conception, avec une incertitude quantifiée, et de tester le potentiel de la MOPA comme outil d’aide à la décision pour les systèmes de ventilation dans la conception des bâtiments. Pour cela, nous avons cherché à répondre aux questions de recherches orientées sur les indicateurs de performance globale, les sources et les scénarios d’émission de polluants et les méthodes d’incertitude et de robustesse de la méthode. 

Ce travail de thèse contient quatre articles publiés et un soumis, qui sont complétés par des résultats et des explications supplémentaires. La MOPA développée est basée sur des simulations aérauliques, réalisées avec CONTAM. En complément, des simulations énergétiques ont été réalisées afin de questionner l’utilisation de températures constantes dans CONTAM. De plus, un travail exploratoire de co-simulation en collaboration avec l’Université PUCPR (Brésil) a permis d’initier le couplage thermo-aéraulique.

Nous avons défini dans deux articles de revue de la littérature un ensemble pertinent d’indicateurs de performance de la QAI (ICO2, IHCHO, IPM25, IRH70, IRH30_70) avec leurs scénarios d’émission de polluants et leurs horaires d’occupation associés. L’humidité relative, le CO2, le formaldéhyde et les PM2.5 ayant été identifiés comme des paramètres clés de l’air intérieur. En complément, un indicateur de performance énergétique IEwh basé sur le calcul des déperditions thermiques liées à la ventilation est proposé.

A travers deux articles de conférence, nous avons appliqué la MOPA dans différents contextes (français et danois lors d’une mobilité au DTU Danemark) et sur plusieurs systèmes de ventilation. Nous avons modélisé une maison individuelle basse consommation et un appartement. Ces applications ont mis en évidence l’importance de prendre en compte d’autres paramètres de QAI que le CO2 et l’humidité, pour une meilleure prise en compte de la QAI dans le bâtiment.

Enfin, nous avons réalisé une analyse d’incertitude en appliquant la méthode d’analyse de sensibilité RBD-FAST et proposé une approche de la robustesse pour le classement des systèmes. Une synthèse de la MOPA développée regroupe tous les apprentissages de ce travail et une application finale illustre les améliorations de la méthode, confirmant le potentiel de la ventilation intelligente pour assurer une bonne QAI couplée à des économies d’énergie.

Composition du jury

M. Arnold JANSSENS Ghent University Rapporteur
M. Vincenzo CORRADO Politecnico di Torino Rapporteur

M. Jean-Jacques ROUX INSA de Lyon Examinateur
M. Nathan MENDES Pontifícia Universidade Católica do Paraná – Bresil Examinateur
M. Dusan LICINA EPFL Examinateur
Mme Evelyne GONZE Université Savoie Mont-Blanc Examinatrice

Mme Monika WOLOSZYN Université de Savoie Mont-Blanc Directrice de thèse
Mme Gaëlle GUYOT CEREMA Co-encadrante de thèse

M. Mohamed EL MANKIBI ENTPE – LYON Invité
M. Jakub KOLARIK DTU Denmark Invité