Soutenance de thèse – Arnaud JAY
lundi 24 juin 2024 à 9h00 en Amphi Polytech, 2 Av. du Lac d’Annecy, 73370 Le Bourget-du-Lac
De la construction bioclimatique à la garantie de performance – Retours d’expériences et simulations numériques
Résumé:
Le secteur du bâtiment représentant en Europe 40% des consommations énergétiques et 36% des émissions de gaz à effet de serre, il est primordial de réduire ses consommations énergétiques pour réduire son impact environnemental et limiter l’impact du changement climatique. Les projections mondiales prédisent que les consommations de climatisations vont être supérieures aux consommations de chauffage. Ainsi, assurer le confort en climat chaud / période estivale en minimisant les consommations énergétiques est l’un des défis pour espérer atteindre les objectifs fixés. Ce manuscrit va dans ce sens au travers de travaux selon deux axes. Premièrement, il s’intéresse au bioclimatisme et aux solutions passives qui visent à prendre en compte les caractéristiques de l’environnement proche pour améliorer le confort des occupants tout en réduisant les consommations d’énergie. Pour cela, l’étude s’appuie sur l’analyse de plusieurs cas d’études numériques et expérimentaux de maisons individuelles performantes en analysant l’influence et l’impact de différents paramètres que sont la gestion des apports solaires, la sur-ventilation nocturne et l’inertie thermique sous différentes sollicitations climatiques estivales. Ces études permettent de confirmer le rôle positif de ces composantes sur le confort thermique pour cette typologie de de bâtiments performants et de donner des ordres de grandeurs à partir des cas d’études. En premier lieu, la gestion des apports solaires est la plus impactante pour limiter les apports internes dans le logement. La sur-ventilation nocturne, quand le climat le permet, est très efficace pour évacuer la chaleur emmagasinée la journée (apports internes, renouvellement d’air hygiénique, apports solaires non contrôlés) et a un impact sur la température d’air intérieure sur toute la journée. L’inertie thermique permet dans la plupart des cas d’apporter de la résilience au bâtiment, d’être moins sensible à une gestion non optimale de celui-ci et décuple l’impact de la sur-ventilation nocturne. Le second axe s’intéresse à la mesure de la performance des bâtiments qui est une étape clé au cours du cycle de vie du bâtiment pour s’assurer de ses consommations réelles. Cela peut permettre de trouver les clés pour réduire les consommations et faire progresser la filière sur les bonnes pratiques. Dans ce manuscrit, on s’intéresse à la mesure de la performance intrinsèque de l’enveloppe à l’achèvement de travaux. Les méthodes actuelles de mesures sont toutes réalisées en chauffant le bâtiment, ce qui ne permet pas de réaliser les tests en période trop chaude sans risquer d’endommager le bâtiment ou ses équipements. L’objectif de ce travail est d’explorer une méthode alternative en climatisant le bâtiment au lieu de le chauffer. Des expérimentations à différentes échelles d’une cellule du mètre cube à une maison individuelle ont été réalisées ainsi qu’une approche numérique pour valider la faisabilité d’une telle méthode. Une méthode de co-cooling est proposée et reprend en grande majorité les principes du co-heating avec comme principale modification l’utilisation d’une température extérieure équivalente avec une régression linéaire simple. Enfin, plusieurs perspectives à ces travaux sont esquissées reliant notamment ces deux parties. La mesure et la garantie de performance des solutions passives du bâtiment d’une part avec l’évaluation de la gestion des apports solaires, de la ventilation naturelle, de l’inertie thermique effective, le couplage entre ces solutions et un couplage entre ventilation naturelle, brassage d’air et climatisation en dernier recours. D’autre part, une réflexion sur les atouts et limites du bioclimatisme pour répondre au défi du changement climatique qui va faire varier de façon non négligeable l’environnement d’un bâtiment au cours de son cycle de vie semble nécessaire.
Composition du jury :
M. Emmanuel ANTCZAK – Université d’Artois
M. Stéphane GINESTET – INSA Toulouse
Mme sihem TASCA-GUERNOUTI – cerema
M. Laurent MORA – Université de Bordeaux
Mme Monika WOLOSZYN – Université Savoie Mont Blanc
M. Etienne WURTZ – CEA LITEN