Dissertations / Theses: 'Performances du bâtiment'

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Arnal, Etienne. "Modélisation et commande hiérarchisées du bâtiment pour l'amélioration des performances énergétiques, thermiques et optiques." Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00873975.

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Abstract:

A notre époque, la maîtrise des consommations énergétiques est un enjeu très important pour la préservation des ressources naturelles terrestres. Outre le domaine des transports, des gains énergétiques significatifs existent dans le domaine des bâtiments résidentiels ou tertiaires. Alors que la construction basse consommation est aujourd'hui une réalité, la rénovation n'est que très rarement mise en pratique. Ainsi, l'objectif de cette thèse est d'évaluer les gains énergétiques potentiels issus de la rénovation d'un bâtiment ancien pour être en cohérence avec son environnement et ses modes d'exploitation. Au coeur de ce travail se trouvent les problématiques du système bâtiment, et du confort des occupants. Au regard de ces connaissances, nous proposons une architecture globale de contrôle du bâtiment répondant à des missions de confort optique et thermique, et de réduction des consommations énergétiques. Pour cela nous nous appuyons sur l'approche systémique et l'Automatique qui permettent depuis la modélisation jusqu'à l'élaboration de lois de commande de faire coopérer toutes les installations domotiques. L'évaluation du contrôle est réalisée en simulation sur un bâtiment ancien équipé d'un chauffage central, de luminaires et de stores vénitiens intérieurs pilotés. L'architecture de contrôle présentée est issue d'une analyse systémique du bâtiment et se base sur une approche hiérarchique en adéquation avec les exigences des utilisateurs et les différentes échelles de représentation. Afin d'expérimenter cette architecture de contrôle, un modèle physique de bâtiment multi-échelle a été réalisé en utilisant une approche Bond-Graph et permet d'estimer le comportement optique et thermique du bâtiment en séparant les dynamiques lentes et rapides. La synthèse des lois de commande a ensuite été effectuée en réduisant ce modèle de simulation et a permis d'implémenter deux lois de commandes. La première s'exprime à l'échelle du bâtiment par une commande prédictive du chauffage central et considère l'évolution future de la température extérieure et de la puissance radiative solaire. La seconde prend place au niveau des pièces sous la forme d'une commande optimale des radiateurs, des stores et des luminaires afin d'assurer la température opérative moyenne et l'éclairement moyen souhaité par les occupants. L'étude des gains énergétiques offerts par la rénovation du système de contrôle a permis de mettre en valeur l'intérêt de l'architecture de contrôle présenté. Les résultats ont montré que l'implantation d'une commande prédictive sur le chauffage central permet de réduire de plus de 20% ses consommations énergétiques. Par ailleurs, le contrôle optimal dans les pièces offre un gain d'environ 20% sur le confort thermique et de 75% sur le confort optique.

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Hnayno, Mohamad. "Optimisation des performances énergétiques des centres de données : du composant au bâtiment." Electronic Thesis or Diss., Reims, 2023. http://www.theses.fr/2023REIMS021.

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Abstract:

Les centres de données consomment de grandes quantités d'énergie électrique pour alimenter leurs équipements informatiques, leurs systèmes de refroidissement et leur infrastructure. Cette forte consommation d'énergie contribue à la demande globale sur le réseau électrique et à l'émission de gaz à effet de serre. En optimisant les performances énergétiques, les centres de données peuvent réduire leurs factures d'électricité, leurs coûts d'exploitation globaux et leur impact sur l'environnement. L'adoption de nouvelles solutions de refroidissement, telles que le refroidissement par liquide et le refroidissement indirect par évaporation, offre une plus grande efficacité énergétique et peut réduire de manière significative la consommation d'énergie liée au refroidissement dans les centres de données.Dans ce travail, deux études expérimentales ont été menées sur de nouvelles topologies de refroidissement pour les baies informatiques. Dans la première topologie, le système de refroidissement des baies est basé sur une combinaison de refroidissement à couplage étroit et de refroidissement direct des puces. Cinq racks avec des serveurs opérationnels ont été testés. Deux différences de température (15 K et 20 K) ont été validées pour tous les racks informatiques. L'impact de ces profils de différence de température sur les performances du centre de données a été analysé en utilisant trois systèmes de rejet de chaleur dans quatre conditions climatiques pour un centre de données de 600 kW. L'impact du profil de température de l'eau sur l'efficacité de l'utilisation partielle de l'énergie et de l'eau du centre de données a été analysé pour optimiser le système de refroidissement indirect équipé d'un système de refroidissement par évaporation à travers deux approches : la différence de température des baies et l'augmentation de la température d'entrée de l'eau dans le centre de données. Dans la seconde topologie, une étude expérimentale menée sur une nouvelle technique de refroidissement liquide d'immersion monophasé a été développée. Le dispositif expérimental a testé l'impact de trois fluides diélectriques, l'effet de la configuration du circuit d'eau et la puissance/le profil du serveur. Les résultats suggèrent que la demande de refroidissement du système dépend de la viscosité du fluide. Lorsque la viscosité passe de 4,6 à 9,8 mPa.s, la performance de refroidissement diminue d'environ 6 %. En outre, tous les profils de serveurs informatiques ont été validés à différentes températures d'entrée d'eau jusqu'à 45°C et à différents débits. La performance énergétique de cette technique et de la technique précédente a été comparée. Cette technique a permis de réduire la consommation d'électricité en courant continu d'au moins 20,7 % par rapport au système de refroidissement par liquide. Les performances de refroidissement des systèmes à refroidissement par air et par liquide et de la solution proposée ont été comparées au niveau du serveur. En utilisant la solution proposée, l'énergie consommée par serveur a été réduite d'au moins 20 % par rapport au système de refroidissement par air et de 7 % par rapport au système de refroidissement par liquide.En outre, une nouvelle technologie de refroidissement par liquide a été mise au point pour les unités UPS de 600 kW. Cinq essais thermo hydrauliques ont été réalisés dans différentes conditions thermiques. Un profil de différence de température de 20 K a été validé avec un fonctionnement sûr pour tous les équipements électroniques de l'onduleur, résultant en une efficacité thermique de 82,27 %. L'impact de la diminution du débit d'eau et de l'augmentation des températures de l'eau et de l'air dans la pièce a également été analysé. Une diminution des températures d'entrée de l'eau et de l'air de 41°C à 32°C et de 47°C à 40°C respectivement augmente l'efficacité thermique de 8,64 %
Data centers consume vast amounts of electrical energy to power their IT equipment, cooling systems, and supporting infrastructure. This high energy consumption contributes to the overall demand on the electrical grid and release of greenhouse gas emissions. By optimizing energy performance, data centers can reduce their electricity bills, overall operating costs and their environmental impact. This includes implementing energy-efficient technologies, improving cooling systems, and adopting efficient power management practices. Adopting new cooling solutions, such as liquid cooling and indirect evaporative cooling, offer higher energy efficiency and can significantly reduce the cooling-related energy consumption in data centres.In this work, two experimental investigations on a new cooling topologies for information technology racks are conducted. In the first topology, the rack-cooling system is based on a combination of close-coupled cooling and direct-to-chip cooling. Five racks with operational servers were tested. Two temperature difference (15 K and 20 K) was validated for all the IT racks. The impact of these temperature difference profiles on the data-centre performance was analysed using three heat rejection systems under four climatic conditions for a data centre of 600 kW. The impact of the water temperature profile on the partial power usage effectiveness and water usage effectiveness of data centre was analysed to optimise the indirect free cooling system equipped with an evaporative cooling system through two approaches: rack temperature difference and by increasing the water inlet temperature of the data centre. In the second topology, an experimental investigation conducted on a new single-phase immersion/liquid-cooling technique is developed. The experimental setup tested the impact of three dielectric fluids, the effect of the water circuit configuration, and the server power/profile. Results suggest that the system cooling demand depends on the fluid’s viscosity. As the viscosity increased from 4.6 to 9.8 mPa.s, the cooling performance decreased by approximately 6 %. Moreover, all the IT server profiles were validated at various water inlet temperatures up to 45°C and flow rates. The energy performance of this technique and the previous technique was compared. This technique showed a reduction in the DC electrical power consumption by at least 20.7 % compared to the liquid-cooling system. The cooling performance of the air- and liquid-cooled systems and the proposed solution was compared computationally at the server level. When using the proposed solution, the energy consumed per server was reduced by at least 20 % compared with the air-cooling system and 7 % compared with liquid-cooling system.In addition, a new liquid cooling technology for 600 kW Uninterruptible Power Supply (UPS) units. This cooling architecture gives more opportunities to use free cooling as a main and unique cooling system for optimal data centres (DCs). Five thermal hydraulic tests are conducted with different thermal conditions. A 20 K temperature difference profile was validated with a safe operation for all UPS electronic equipment resulting with a thermal efficiency of 82.27 %. The impact of decreasing water flow rate and increasing water and air room temperatures was also analysed. A decrease in inlet water and air temperatures from 41°C to 32°C and from 47°C to 40°C respectively increases the thermal efficiency by 8.64 %. Furthermore, an energy performance analysis comparison is made between air cooled and water cooled UPS units on both UPS and infrastructure levels

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Omeme, Ada Arielle Mélissa. "Optimisation des performances hygrothermiques des matériaux biosourcés pour application dans le bâtiment." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2022. http://www.theses.fr/2022AMIE0074.

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Abstract:

La préoccupation environnementale a donné naissance à diverses réflexions dans le but de répondre à deux exigences primordiales: diminuer la consommation d'énergie et les impacts sur l'environnement extérieur, et assurer la qualité et le confort des bâtiments. Il est évident que les solutions utilisées actuelles ne sont pas universelles et leur efficacité dépend de nombreux facteurs comme le climat environnant, le type d'utilisation, etc. Le choix de matériaux utilisés et la compréhension des phénomènes physiques de base liés au climat sont des facteurs essentiels à la réussite de la conception d'un bâtiment à hautes qualités environnementale et énergétique. Le recours à l'utilisation de matériaux bio-sourcés dans la construction (de type co-produits agricoles) est une démarche en plein développement dans le monde qui doit permettre de limiter l'utilisation des ressources fossiles et réduire la facture énergétique. Parmi les nouveaux matériaux, ceux développés à base d'agro-ressources ont fait l'objet depuis plusieurs années d'un regain d'intérêt et de reprise d'études, mettant en valeur leur capacité à réguler les variations hygrométriques ambiantes. Cependant, l'étude bibliographique montre que ces matériaux bio-sourcés possèdent une inertie thermique faible qui pourrait être améliorée en utilisant le matériau à changement de phase (MCP) qui est un matériau capable de transiter entre les différentes phases de façon réversible en échangeant de l'énergie avec son environnement en fonction des conditions de températures imposées. L'objectif de la thèse est d'étudier les performances hygrothermiques de bétons et enduits de chanvre intégrant différents ratios d'un matériau à changement de phase pour application dans le bâtiment
The environmental concern has given rise to various reflections in order to meet two essential requirements: reduce energy consumption and impact on the external environment, and ensure the quality and comfort of buildings. It is obvious that the solutions used today are not universal and their effectiveness depends on many factors such as the surrounding climate, the type of use, etc. The choice of materials used and the understanding of the basic physical phenomena related to the climate are essential factors for the success of the design of a building with high environmental and energy qualities. The use of bio-based materials in construction (agricultural co-products) is a rapidly developing approach worldwide that aims to limit the use of fossil fuels and reduce the energy bill. Among the new materials, those developed based on agro-resources have been the subject for several years of renewed interest and resumption of studies, highlighting their ability to regulate ambient hygric variations. However, the literature review shows that these materials have a low thermal inertia that could be improved by using the phase change material (PCM) that can absorb and release heat energy when phase change occurs depending on the imposed temperature conditions. The aim of the thesis is to study the hygrothermal performance of hemp concrete and hemp coating incorporating phase change materials for application in the building

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Chesné, Lou. "Vers une nouvelle méthodologie de conception des bâtiments, basée sur leurs performances bioclimatiques." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00825646.

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Abstract:

Les règles et usages actuels de conception des bâtiments sont essentiellement basés sur la minimisation des déperditions thermiques, ce qui se traduit par la prédominance de l'isolation thermique comme solution d'enveloppe. Or cette logique n'est pas nécessairement la plus pertinente car des ressources énergétiques existent dans l'environnement, et leur apport mériterait d'être pris en considération. Certaines technologies bioclimatiques, et surtout solaires, existent déjà mais leur utilisation n'est pas du tout généralisée à cause d'un manque de repère sur leurs performances. Pour considérer la démarche bioclimatique, il est nécessaire de pouvoir évaluer à la fois la "qualité énergétique" de l'environnement, et l'aptitude des bâtiments à exploiter cet environnement. La méthodologie présentée dans cette thèse est basée sur le calcul d'indicateurs de performance bioclimatique issus de simulations numériques de bâtiments dans diverses conditions climatiques. La simulation permet de supprimer facilement une ressource pour pouvoir obtenir les besoins d'un bâtiment non impacté par la ressource. Ces besoins peuvent alors être comparés à chaque instant au potentiel de la ressource afin de déterminer un potentiel utile, valorisable par le bâtiment. Il est également possible de comparer les besoins du bâtiment dans la simulation sans et avec la ressource et d'en déduire la quantité d'énergie provenant de la ressource réellement utilisée par le bâtiment pour couvrir ses besoins. Un jeu d'indicateurs est ainsi défini pour toutes les ressources et tous les besoins d'un bâtiment, et adapté plus particulièrement aux besoins de confort thermique (chauffage et rafraîchissement) et à trois ressources de l'environnement (le soleil, la voûte céleste et l'air extérieur). Un cas d'étude est alors choisi pour appliquer cette méthode et les résultats sont analysés à l'échelle du bâtiment tout entier ainsi qu'à l'échelle de chaque paroi. Une première analyse globale, sur toute l'année, permet de fixer des points de repères sur l'état des ressources et l'exploitation qui en est faite par les bâtiments. Dans un second temps, les résultats instantanés sont analysés de manière dynamique, et montrent que ces nouveaux indicateurs permettent de bien caractériser le comportement d'un bâtiment dans son environnement. Enfin, les indicateurs sont utilisés dans une approche de conception des bâtiments, et plusieurs pistes sont explorées. Une étude paramétrique est tout d'abord menée et permet d'observer l'influence du niveau d'isolation sur les indicateurs de potentiel et de performance. Puis ces indicateurs sont utilisés pour évaluer la performance bioclimatique de solutions d'enveloppe solaires. Dans un troisième temps, une optimisation de l'enveloppe est menée selon deux critères : un critère classique de minimisation du besoin, mais également un critère bioclimatique de maximisation de l'exploitation du potentiel solaire.

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Costantine, Georges. "EOPEBEC - Etude et optimisation des performances énergétiques d’une enveloppe en béton de chanvre pour le bâtiment." Thesis, Reims, 2018. http://www.theses.fr/2018REIMS015/document.

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Abstract:

Dans un contexte de réchauffement climatique et de fin programmée des énergies fossiles, le secteur du bâtiment vise à réduire de 38% sa consommation d’énergie et à atteindre 10% de matériaux bio-sourcés utilisés dans la construction à l’horizon 2020. Ainsi, le béton de chanvre peut jouer un rôle majeur grâce à son bilan environnemental et à ses propriétés hygrothermiques qui lui permettent d’assurer un rôle d’amortisseur thermique et de stabilisateur de confort. Or le comportement hygrothermique du béton de chanvre à l’échelle du bâtiment est peu abordé dans la littérature et jamais pour les bâtiments tertiaires. L’objectif principal de ce projet est de combler ce vide en étudiant et en optimisant les performances énergétiques d’un bâtiment en béton de chanvre destiné à usage de bureaux et/ou de salles d’enseignement. Afin d’assurer le confort thermique intérieur différentes solutions techniques seront couplées au bâtiment et comparées entre elles : - une ventilation double flux thermodynamique associant une pompe à chaleur à une centrale double flux. - Une ventilation simple flux associé à un puits canadien qui récupère la chaleur du sous-sol pour préchauffer l’air de ventilation en hiver ou le rafraîchir en été. - Une ventilation double flux associé à un puits canadien. Par le biais de la simulation numérique et de mesures faites d’abord à l’échelle des composants, il sera ainsi possible d’évaluer le potentiel de chaque composant sur l’énergétique et le confort hygrothermique de bâtiments tertiaires intégrant principalement le périmètre du projet Grand Campus de Reims mais également pouvant être élargi à la spécificité d’autres climats français
In a context of global warming and planned end of fossil fuels, the construction industry aims to reduce by 38% its energy consumption and to achieve 10% of bio-based materials used in construction in 2020. Thus, the hemp concrete can play a major role thanks to its positive environmental impact and its hygrothermal properties that allow it to ensure a role of heat damper and comfort stabilizer. Or hygrothermal behavior of hemp concrete throughout the building is little discussed in the literature and never for commercial buildings. The main objective of this project is to fill this gap by studying and optimizing the energy performance of a hemp concrete building designed for offices and / or classrooms. To ensure inside thermal comfort, different technical solutions will be coupled to the building and compared with each other: - A double flow thermodynamical ventilation combining a heat pump with a double flow central. - A simple flow ventilation associated to a pipe system which recovers heat from the basement to preheat ventilation air in winter and cool in the summer. - A double flow ventilation associated to a Canadian well. Through computer simulation and measurements made initially at the level of components, it will be possible to evaluate the potential of each component on the energy and hygrothermal comfort of commercial buildings mainly integrating the project boundary Grand Campus Reims but also can be extended to other French specificity climates

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Maalej, Jalel. "Emetteurs de chaleur dans les bâtiments : comportement thermique et étude des performances." Valenciennes, 1994. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/5ac4a08f-1c50-49d7-a8d8-3e5a7e32b073.

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Abstract:

Les travaux que nous présentons se structurent autour d'analyses expérimentales du couplage thermique de différents émetteurs de chaleur avec l'ambiance et de la modélisation zonale dynamique d'un émetteur de chaleur particulier en l'occurrence le plafond chauffant. Le but de ces deux approches est de caractériser les performances de différents corps de chauffe des points de vue consommation énergétique et confort thermique. Ainsi, dans un premier chapitre introductif, nous faisons un bref rappel sur l'influence que peut avoir un émetteur de chaleur sur le confort et les déperditions dans un local chauffent. De plus nous faisons un bilan sur les connaissances et les résultats actuels des recherches sur les performances des émetteurs de chaleur. Dans le deuxième chapitre, nous décrivons le dispositif expérimental que nous avons utilisé pour nos manipulations. Ensuite, nous présentons les différents essais réalisés (159 essais) ainsi que la méthodologie adoptée pour l'analyse des échanges de chaleur dans la cellule et la comparaison énergétique des différents corps de chauffe. Le troisième chapitre est consacré a la présentation et l'analyse des résultats expérimentaux obtenus à partir des expériences réalisées dans l'enceinte d'essai. Nous avons orienté nos exploitations dans deux directions complémentaires : d'une part la caractérisation du comportement thermique d'un émetteur de chaleur dans un environnement thermique réel, et, d'autre part, l'évaluation de l'efficacité énergétique de différents corps de chauffe. Le nombre et la variété de configurations rencontrées dans la réalité ne permettent pas d'envisager une étude expérimentale exhaustive. Une partie importante de ce travail a consisté à développer et valider un modèle zonal dynamique des échanges thermiques et aérauliques permettant de simuler un local chauffé avec le plafond. C'est l'objet du quatrième et dernier chapitre.

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Allab, Yacine. "Evaluation expérimentale des performances des systèmes de ventilation dans le bâtiment : efficacité de ventilation et confort thermique." Thesis, Paris, ENSAM, 2017. http://www.theses.fr/2017ENAM0046/document.

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Abstract:

La performance d’un système doit être bien définie, atteignable et surtout mesurable. Ce n’est pas le cas aujourd’hui pour la ventilation. D’une part, les performances des systèmes de ventilation sont habituellement exprimées sur des considérations énergétiques ou tout simplement sur une estimation trop approximative des débits de ventilation. Les performances liées au confort thermique et à la qualité de l’air intérieur sont abordées séparément à travers des outils d’évaluation dédiés. D’autre part, les outils d’évaluation existants sont aujourd’hui limités dans leur mise en pratique pour des mesures in situ, notamment lorsqu’il s’agit de ventilation naturelle et mixte. L’objectif de cette thèse est alors d’examiner et d’expérimenter les techniques expérimentales existantes à échelle réelle afin de proposer des améliorations sur les méthodes d’évaluation et de commissionnement. La thèse aborde la performance de la ventilation en prenant en compte l’efficacité de ventilation comme performance intrinsèque et le confort thermique comme performance globale.La première partie est consacrée à l’évaluation in situ des performances intrinsèques de ventilation (taux de ventilation, âges moyens de l’air et efficacité de renouvellement d’air), en se basant sur des techniques de gaz traceurs. Après une analyse théorique des différents indicateurs de performance de ventilation et de leurs techniques de mesure correspondantes, une étude expérimentale a été menée dans une salle de cours sous différentes stratégies de ventilation (mécanique, naturelle et mixte). Les analyses ont démontré l’importance de la mise en application des techniques de décroissance de gaz traceurs sur l’incertitude des taux de renouvellement d’air avec notamment une forte influence des temps de mesure et des concentrations de gaz utilisées. Une méthodologie a été adaptée puis testée pour la mesure de l’efficacité de renouvellement d’air en ventilation mécanique, naturelle et mixte en s’affranchissant de mesures en bouches d’extraction (technique habituellement utilisée et préconisée par les normes).La deuxième partie est consacrée à l’évaluation expérimentale in situ du confort thermique sous différentes configurations de ventilation. Différentes méthodes, standards et techniques d’évaluation ont été testés et comparés avec la perception des occupants. Les résultats ont démontré la présence de plusieurs inadéquations lors de la mise en pratique des méthodes et normes existantes. Principalement, il s’agit de l’inadéquation des méthodes statiques (PMV PPD) pour l’évaluation du confort en présence de conditions thermiques fluctuantes, y compris en ventilation mécanique. Les analyses d’incertitudes liées aux erreurs de mesure ont démontré l’incohérence des normes actuelles dans la classification des catégories de confort
The performance of a system must be well defined, attainable and above all measurable. This is not the case today for ventilation. On the one hand ventilation performance is usually declined on energy efficiency considerations or simply on a rough estimation of ventilation rates. The performance related to thermal comfort and IAQ are addressed separately through dedicated evaluation tools. On the other hand, the existing evaluation tools today are nowadays limited in their practical applications for in situ measurements, in particular in the case of natural and mixed ventilation. The aim of the present thesis is to examine the existing experimental technics, at full scale building in order to propose improvements on evaluation methods and commissioning protocols. The present thesis deals with ventilation performance taking into account ventilation efficiency as intrinsic performance and thermal comfort as overall performance.The first part is devoted to the in situ assessment of intrinsic ventilation performance (ventilation rates, mean age of air, and air exchange efficiency), based on decay tracer gas techniques. After a theorical analysis of the various performance indexes and their corresponding measurement techniques, an experimental study was carried out in a classroom under different ventilation strategies (mechanical, natural & mixed mode). The analysis proved the importance of the application of the tracer gas decay on ventilation rates accuracy with in particular a strong influence of measurement times and used tracer gas concentration. A methodology has been adapted and tested for the measurement of the air exchange efficiency in natural and mixed mode ventilation, by avoiding measurements in exhaust vents (a technique usually used and advocated by current standards).The second part is devoted to in situ assessment of thermal comfort under different ventilation strategies. Different methods, standards and evaluation techniques were tested and compared with occupants’ perception. The results demonstrated the presence of several inadequacies during the implementation of existing methods and standards. Mainly, it concerns the inadequacy of static methods (PMV PPD) for thermal comfort assessment in the presence of fluctuating thermal conditions, even with mechanical ventilation. Uncertainty analysis related to measurement errors has demonstrated the incoherence of current standards in the classification of comfort categories

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Lazrak, Amine. "Caractérisation des performances énergétiques des systèmes thermiques innovants pour le bâtiment au travers d'essais de courte durée en régime dynamique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAA031/document.

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Abstract:

Les systèmes solaires thermiques combinés à un système d’appoint tel que une chaudière, une pompe à chaleur ou intégrant une machine à absorption, peuvent jouer un rôle important dans la réduction des consommations des bâtiments pour les besoins de chauffage, de climatisation et de production d’eau chaude sanitaire. Dans ce sens, la caractérisation des performances énergétiques des systèmes thermiques est un enjeu crucial.Les méthodes de caractérisation actuellement disponibles sont soit basées sur plusieurs essais physiques séparés des composants du système à évaluer, chose qui ne prend pas en compte les vraies interactions entre ces derniers, soit sur des modèles physiques qui peuvent être complexes et difficilement identifiables notamment du fait que les systèmes actuels sont compacts et préfabriqués en usine. En l’absence de méthode fiable pour estimer les performances des systèmes solaires thermiques avant leur intégration au bâtiment, le marché de ses derniers subit de fortes contraintes pour son développement.Dans ce contexte il devient indispensable de développer une méthodologie générique qui peut être appliquée à différentes typologies de systèmes et qui pallie les difficultés rencontrées par les méthodes actuelles.L’approche d’évaluation proposée dans ce mémoire est constituée de quatre étapes principales : la détermination d’une séquence de test, l’essai du système dans un banc d’essai semi-virtuel selon la séquence déterminée, l’acquisition des données et l’identification d’un réseau de neurones artificiels (RNA) du système et enfin la simulation du modèle en vue de l’estimation de la consommation du système dans l’environnement désiré. L’avantage d’utiliser un modèle complètement « boîte noire » du système complet à l’aide des RNA la rend totalement « non intrusive ». La connaissance des paramètres internes aux systèmes (rendements, conductivités thermiques, régulation etc.) n’est en conséquence pas nécessaire pour l’application de la méthodologie.La validation de la méthodologie a été réalisée à travers plusieurs expérimentations numériques, pour 7 systèmes issus de 3 typologies différentes, durant lesquelles les estimations des RNA ont été comparées aux calculs des modèles physiques dans plusieurs conditions différentes (qualité du bâtiment, climat et surface du capteur). Une application de l’approche développée dans le cas de 5 systèmes réels a permis la confirmation de la pertinence de la méthodologie
Solar thermal systems combined with a backup system such as a boiler, a heat pump or incorporating an absorption chiller, can play an important role in reducing buildings energy consumption for heating, cooling and hot water production needs. In this sense, characterizing the energy performance of thermal systems is crucial.Currently available methods of system characterization are either based on several separate physical tests of system components to be evaluated, which do not take into account the real interactions between them, or on physical models that can be complex and difficult to identify especially because systems nowadays are compact and prefabricated in the factory. Due to the lack of a reliable method to estimate the performance of solar thermal systems before their integration into buildings, their market faces a lot of impediment to be developed.In this context, it becomes essential to develop a generic methodology that can be applied to different types of systems which overcomes the difficulties encountered by the current ones.The proposed evaluation approach in this manuscript is composed of four main steps: determining a test sequence, testing the system in a semi-virtual test bench according to predetermined sequence, data acquisition and identifying an artificial neural network (ANN) of the system and finally the model simulation in order to estimate the system consumption in the desired boundary condition. Using a completely "black box" model of the whole system using the ANN makes the methodology totally "non-intrusive". No prior knowledge about the systems internal parameters (yields, thermal conductivities, regulation etc.) is necessary to apply the proposed approach.The methodology validation was performed through several numerical experiments for seven systems coming from three different typologies. During the validation process, ANN estimates were compared with calculations of physical models in several different conditions (quality of building, climate and collector area). The developed approach was applied to five real systems as well. The application results allowed the confirmation of the methodology relevance

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Mousseau, Sébastien. "Étude du comportement structural d'un bâtiment en béton à hautes performances sous charges sismiques par essais pseudo-dynamiques et modélisation non linéaire." Thèse, Université de Sherbrooke, 2005. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1782.

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Abstract:

L'avancement de la technologie des matériaux permet aujourd'hui la fabrication de bétons à hautes performances (BHP). Par contre, l'augmentation de la résistance en compression du béton se fait généralement au détriment de sa ductilité. Ainsi, le matériau est plus fragile, ce qui est préoccupant en zone sismique où la capacité d'une structure à se déformer, donc à dissiper de l'énergie, sans occasionner la ruine de l'ouvrage est à la base de la philosophie derrière les normes de conception. Ce projet de recherche étudie la performance d'une structure de deux étages en grandeur réelle en béton à hautes performances. Le bâtiment en béton armé a été érigé dans le laboratoire de l'Université de Sherbrooke. Il a été construit avec un béton ayant une résistance spécifiée en compression de 60 MPa. De plus, il intégrait certains des changements proposés pour les ossatures à ductilité modérée dans la Norme canadienne sur le calcul des ouvrages en béton (CSA A23.3), dont le principe"poutres faibles et poteaux forts" et les règles relatives aux armatures de confinement des poteaux. La méthode par essais pseudo-dynamiques permet de soumettre une structure à un chargement sismique pour en étudier le comportement structural. La méthodologie de ce type d'essai, ses avantages et ses inconvénients, de même que l'historique de la méthode ont été présentés. Des essais statiques et sous vibrations forcées préliminaires ont été menés afin de construire les matrices de rigidité et d'amortissement du système de même que pour connaître la signature dynamique initiale du bâtiment. Les essais pseudo-dynamiques ont par la suite été menés pour différentes intensités sismiques. Deux accélérogrammes ont été utilisés, celui d'El Centro ainsi qu'une fonction synthétique générée spécifiquement pour Montréal. Entre chaque essai pseudo-dynamique, des essais sous vibrations forcées ont été menés afin d'observer les modifications dans la signature dynamique du bâtiment pour les différents niveaux d'endommagement. Finalement, un essai par poussée progressive a été réalisé afin de déterminer la ductilité structurale du bâtiment. Tous ces essais ont également permis l'évaluation de la surcapacité de la structure. Des analyses non linéaires utilisant deux méthodes différentes ont été éffectuées. Premièrement, une approche de modélisation globale a été utilisée en combinaison avec un logiciel permettant de définir le comportement sectionnel (moment-courbure) des éléments structuraux. En second lieu, une modélisation semi-globale a été réalisée à l'aide d'un logiciel utilisant une loi de comportement basée sur la mécanique de l'endommagement de même que des éléments poutre multicouches. Pour cette dernière approche, le comportement uniaxial du béton a été déterminé en effectuant une identification des différents paramètres à l'aide des résultats expérimentaux et d'un modèle de confinement. Les résultats obtenus de ces deux modélisations ont permis de valider les résultats expérimentaux obtenus par les essais pseudo-dynamiques et par l'essai par poussée progressive. Les résultats des essais en laboratoire de même que les résultats des analyses non linéaires ont permis d'évaluer la performance du comportement structural de ce bâtiment en béton à hautes performances. De plus, ces résultats ont permis l'évaluation des règlements des codes du bâtiment en vigueur et de certaines des modifications proposées à ces ouvrages.

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Thébault, Simon Romain. "Contribution à l'évaluation in situ des performances d'isolation thermique de l'enveloppe des bâtiments." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI008/document.

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Abstract:

Dans un contexte d’économie d’énergie et de réduction des émissions de gaz à effet de serre, de nombreux efforts ont été réalisés en France pour renforcer l’isolation de l’enveloppe des bâtiments afin de contribuer à réduire les consommations de chauffage. Toutefois, il arrive souvent que la performance thermique calculée avant construction ou rénovation ne soit pas atteinte sur le terrain (erreur de calcul, défauts de mise en œuvre, etc.). Or, pour pouvoir généraliser la construction de bâtiments à basse consommation et la rénovation, il faut pouvoir garantir aux maîtres d'ouvrage une performance réelle de leur bâtiment après travaux. Le fait de mesurer in situ la performance intrinsèque d'isolation thermique de l'enveloppe permet de contribuer à cette garantie. Il existe à l’échelle internationale de nombreuses méthodes basées sur le suivi des consommations et des conditions thermiques intérieures et extérieures. Certaines ont déjà fait leurs preuves sur le terrain, mais sont souvent soit contraignantes, soit peu précises. Et surtout, les calculs d’incertitude associés sont souvent rudimentaires. L’objectif de ce travail financé par le CSTB est de consolider scientifiquement une nouvelle méthode de mesure de la qualité d’isolation globale d’un bâtiment à réception des travaux (méthode ISABELE). Dans le premier chapitre, un état de l'art sur les méthodes existantes a été réalisé afin de dégager des pistes d'amélioration sur la base d'une synthèse comparative. La piste prioritaire identifiée porte sur le calcul d'incertitude (un point central du problème). La propagation des erreurs aléatoires par un approche bayésienne ainsi que des erreurs systématiques par une approche plus classique feront l'objet de la méthodologie globale proposée dans le second chapitre. L'une des importantes sources d'incertitude porte sur l'évaluation du débit d'infiltration. La caractérisation de cette incertitude et de l'impact sur le résultat de mesure fera l'objet du troisième chapitre, avec un comparatif de différentes approches expérimentales (règle du pouce, modèles aérauliques, gaz traceur). Enfin, une amélioration de la prise en compte de la dynamique thermique du bâtiment au cours du test sera proposée dans le dernier chapitre. Son fondement repose sur l'adaptation du modèle thermique inverse en fonction du bâtiment et des conditions du test. Pour cela, une sélection parmi une banque de modèles simplifiés est réalisée sur la base de critères statistiques et du principe de parcimonie. Ces différentes dispositions ont été testés sur une large série de mesures menées sur un même bâtiment à ossature bois (chalet OPTIMOB). La robustesse et la précision du résultat de mesure ont ainsi pu être légèrement améliorées. La méthode de calcul du débit d'infiltration, ni trop simple ni trop complexe, a pu également être validée. Enfin, le temps de mesure minimal nécessaire a pu être déterminé en fonction de la classe d'inertie du bâtiment
The global context of energy savings and greenhouse gases emissions control led to significant efforts in France to boost the thermal insulation in buildings in order to reduce heating consumption. Nevertheless, the stated thermal performance before construction or refurbishment is rarely achieved in practice, for many reasons (calculation errors, defects in materials or workmanship, etc.). Yet, guaranteeing the real thermal performance of buildings on the spot is crucial to enhance the refurbishment market and the construction of energy efficient buildings. To do so, measurement techniques of the intrinsinc thermal insulation performance indicators are needed. Such techniques already exist worldwide, and consist in processing the measurement data from the indoor and outdoor thermal conditions and the heat consumption. Some of them have already proved themselves in the field, but are either binding or very imprecise. And above all, the related uncertainty calculations are often rough. The objective of this thesis funded by CSTB is to consolidate a novel measurement method of the thermal insulation quality of a whole building after reception of work (ISABELE method). In the first chapter, a state of the art of the existing methods allows to identify possible ways to pursue this goal from a comparative synthesis. The primary reflection is about the uncertainty calculation method (which is a central issue). The second chapter presents a global methodology to combine the propagation of random and systematic errors from bayesian and classical approaches. One of the most important uncertainty sources deals with the infiltration air flow evaluation during the test. The third chapter investigates the characterization of this uncertainty, as well as its impact on the final result, depending on the chosen experimental approach (rule of thumb, simplified aeraulic models, tracer gases). Lastly, an improvement of the inclusion of the bluiding thermal dynamics during the test will be proposed in the last chapter. The basis of this improvement is to adapt the inverse model according to the building type and the test conditions. To do so, the proposed algorithm selects a model form a variety of simplified greybox models based on statistical criteria and parcimony. All these contributions have been tested on a large serie of measurements on a same timber-framed building (OPTIMOB shed). The robustness and precision of the results have been slightly improved. The intial infiltration air flow calculation, neither too simple of too complicated, has also been validated. Finaly, a better ordrer of magnitude of the minimal test duration has been determined, depending on the building inertia

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Greffet, Rémy. "Études expérimentale et numérique des performances énergétiques d'une fenêtre pariétodynamique." Thesis, La Rochelle, 2016. http://www.theses.fr/2016LAROS020/document.

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Abstract:

L'utilisation massive des énergies fossiles est en grande partie responsable des émissions de gaz à effet de serre. De plus, la croissance de la demande énergétique et la raréfaction des ressources fossiles conduisent à l'accroissement du coût de l'énergie. La réponse à cette problématique passe par deux moyens d'action indissociables : la réduction des consommations énergétiques et le recours aux énergies renouvelables. La fenêtre pariétodynamique permet d’agir sur les deux postes principaux de déperdition thermique d’un bâtiment que sont les baies et la ventilation. Le principe de la fenêtre pariétodynamique étudiée est de faire circuler de l’air en convection forcée entre trois verres avant d’être restitué à l’ambiance intérieure du bâtiment. Cela permet à l’air de récupérer à la fois une partie des déperditions thermiques à travers la fenêtre et une partie de l’énergie solaire absorbée par les verres. Afin d’étudier le comportement thermo-aéraulique et les performances de la fenêtre, nous avons développé un modèle numérique de cette dernière. Un dispositif expérimental a été mis en place et utilisé afin de valider le modèle numérique et de comparer en conditions réelles les performances de la fenêtre étudiée à celles d’une fenêtre à double vitrage classique. Ces résultats expérimentaux ont été complétés par une étude paramétrique numérique réalisée pour différentes conditions climatiques et de fonctionnement. Les principaux enseignements issus de ces études expérimentales et numériques sont que le préchauffage de l’air se fait essentiellement dans la lame d’air intérieure, la température de la première lame d’air restant proche de celle de l’air extérieur. De plus, et contrairement aux températures de la face intérieure et de l’air soufflé, celle de la face externe de la fenêtre est peu impactée par les paramètres étudiés. Concernant le cadre de la fenêtre, nous avons observé que celui-ci bénéficie aussi des échanges thermiques avec l’air circulant, mais dans une moindre mesure. Cela contribue à rendre la fenêtre peu déperditive. Enfin, en couplant le modèle développé à un logiciel de simulation thermique dynamique, nous avons évalué le potentiel d’intégration de fenêtres pariétodynamiques dans une maison individuelle. Nous mettons ainsi en évidence que le besoin de chauffage est réduit d'environ 20 à 30 % par l’utilisation de fenêtres pariétodynamiques à la place de fenêtres à double vitrage classique. En été, si l’ambiance intérieure du bâtiment est plus fraîche que l’environnement extérieur, la fenêtre pré-rafraîchit l’air neuf entrant
The massive use of fossil energies is largely responsible for greenhouse gas emissions. Moreover, the growth in energy demand and the depletion of fossil resources lead to an increase in energy costs. The response to this challenge requires two means of action which are linked : the reduction of energy consumption and the use of renewable energy. The airflow window acts on the two main ways of building heat losses that are windows and the ventilation. The principle of the studied airflow window is based on the circulation of fresh air, by forced convection, between the three glasses of the window before entering the building. This allows air to recover both a part of heat losses through the window and part of the solar energy absorbed by the glasses. To study the thermo-aeraulic behavior and thermal performances of the window, we have developed a numerical model of the studied airflow window. An experimental set up was used to validate the numerical model and compare, in real conditions, the studied window performances to the ones of a conventional double-glazed window. These experimental results were complemented by a numerical parametric study for different climatic and operating conditions.The main information from these experimental and numerical studies are that the preheating of the air takes place essentially in the inner air gap, temperature in the first air layer remaining close to the outdoor one. In addition, unlike the temperatures of the inside face and of the blown air, the outer face temperature of the window is not greatly affected by the studied parameters. On the window frame, we found that it also benefits of heat exchanges with the circulating air, but to a lesser extent. This makes the window energy efficient. Finally, by coupling the developed model to a thermal building simulation software, we evaluated the airflow windows integration potential in a house. We thus demonstrated that the heat load is reduced by about 20 to 30% by the use of airflow windows instead of conventional double-glazed windows. Moreover, in summer, when indoor is cooler than outdoor, we pointed out that the airflow window cools the incoming fresh air

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Josse, Rozenn. "Méthode et outils pour l'identification de défauts des bâtiments connectés performants." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT074/document.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur le développement d’une nouvelle méthodologie pour l’identification de défauts de bâtiments performants et connectés afin d'aider à la garantie de performances. Nous avons dans un premier temps resitué nos travaux dans le contexte énergétique actuel en montrant le rôle majeur des bâtiments dans la réduction des consommations énergétiques. Nous avons ensuite présenté notre méthodologie en argumentant sur les techniques à utiliser avant d’effectuer un choix final. Cette méthodologie se compose de deux blocs principaux : le premier vise à réduire les incertitudes liées à l'occupant et à l'environnement et le second étudie l'écart entre la simulation et la mesure par une analyse de sensibilité couplée à un algorithme bayésien. Nous l'avons ensuite implémentée dans un outil que nous avons nommé REFATEC. Nous avons alors soumis notre méthodologie à différents tests dans des conditions idéales afin d’éprouver sa précision et son temps d’exécution. Cette étape a montré que la méthodologie est efficace mais montre quelques faiblesses dans le cas d’une saison estivale ou d’un défaut très localisé. Enfin, nous l’avons mise en situation face à un cas réel afin de traiter les nombreuses questions que soulèvent l’utilisation de mesures in-situ dans la perspective de la garantie de performances et de la détection de défauts, avec notamment la fiabilité des mesures et les incertitudes encore nombreuses qui doivent être traitées
This thesis deals with the development of a new methodology for fault detection within smart high-performance buildings helping the performance guarantee. We first have placed our work in the current energy context by focusing on the major role of buildings in the decrease of energy consumption. Then we introduced our methodology and we argued about various techniques that could be used before making a choice. This methodology is made up of two main parts : the former reduces the uncertainties due to the occupant and the environment and the latter studies the gap between simulation and measurements thanks to a sensitivity analysis coupled with a bayesian algorithm. Then we implemented it within a tool that we named REFATEC. We carried out various tests in controlled conditions in order to evaluate its precision and its calculation time. This step showed that our methodology is effective but it has some difficulties when the studied period is during summer or when the faults are very located. is a very located fault. Eventually we confronted our methodology to a real case where we faced numerous questions that appear when dealing with measurements, especially their reliability and the uncertainties that still need to be taken care of, in the perspective of performance guarantee and fault detection

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Mequignon, Marc-André. "Comment la durée de vie des bâtiments peut-elle influencer les performances en termes de développement soutenable?" Thesis, Toulouse, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAT0032/document.

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Abstract:

Cette thèse se fixe comme objectif de mettre en évidence l’importance de la durée devie des bâtiments et de ses composants, durée de vie que nous apprécions à l’aune descontraintes qu’imposent les critères du développement soutenable, plus précisément dans lecadre de ses principales caractéristiques, à savoir, environnementale, économique et sociale.Après avoir analysé et présenté l’état des travaux qui concernent la durée de vie desbâtiments ainsi que ceux de l’approche du bâtiment en termes de développement soutenable,il s’agit de caractériser l’impact du premier sur le second. La méthode s’appuie sur deuxobjets principaux :- le premier est une unité de mur extérieur : celui-ci permet de définirprécisément la fonction d’usage et les réponses techniques envisageablespour cette fonction ;- le second objet est un bâtiment de logement type : la méthode reprend celledéveloppée pour l’unité de mur mais, en la systématisant, elle permet devérifier la neutralisation des comportements à l’usage et de produire d’autresrésultats plus facilement quantifiables.Nous nous sommes donc attachés à caractériser les comportements de l’unité de muret du bâtiment dans le cadre des contraintes imposées par le développement soutenable. Nouspouvons résumer ainsi le cadre dans lequel s’est déroulé notre recherche :- une première approche consiste à poser des hypothèses concernant la duréede vie des solutions techniques sur lesquelles reposent nos simulations.- dans un second temps, l’analyse prend en compte des durées de vie variablesavec comme finalité d’en analyser les conséquences.Afin de favoriser l’exploitation des connaissances produites et de mieux les situer ausein de la démarche de projet, nous précisons les étapes concernées et nous proposonsschématiquement une modification des outils actuels d’évaluation de performances.Enfin, nous précisons les perspectives de recherche qui s’ouvrent à nous, lesdifférentes pistes qui se dégagent de notre travail et des résultats obtenus
The purpose of this thesis is to highlight the importance of the lifespan of the buildingand its components and and as well as to see it in the light of constraints imposed bysustainable development criterias. The focuse of our paper is to characterize the behavior inthis approach, namely environmental, economic and social features.After presenting and analyzing the state of art concerning the lifespan of the building andapproach the building in terms of sustainable development, we characterize the impact of theformer on the latter. Our method is based on two objects of study :- The first is a wall unit outside. This allows us to define precisely the function of useand the technical solutions more specifically for this function;- The second study is a housing-type building. This method is based on that of the wallunit, but we can check behaviour of each technical solutions in the use stage. Thus, we caneasily produce results commensurate.The first approach involves assumptions of lifetimes of technical solutions with which wemake the simulations. In a second step, the analysis takes into account the lifespan as avariable and we analyze the consequences in terms of sustainable development.To promote the exploitation of knowledge produced and to situate them within theproject approach, we propose a schematic modification of current tools for assessingperformance

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Mora, Laurent. "Prédiction des performances thermo-aérauliques des bâtiments par association de modèles de différents niveaux de finesse au sein d'un environnement orienté objet." Phd thesis, Université de la Rochelle, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003984.

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Abstract:

La conception de systèmes énergétiques innovants et la caractérisation du confort des occupants requièrent de d'être capable d'estimer les détails des écoulements et des transferts de chaleur au sein des zones des bâtiments. Les méthodes de modélisation permettant d'estimer ces détails, telles que les méthodes zonales et CFD, sont difficilement applicables à l'étude d'un bâtiment dans son ensemble et sur de longues périodes de temps. Notre étude consiste à proposer une plate-forme de simulation permettant dans un premier temps de traiter la plupart des zones du bâtiment et de son enveloppe à l'aide de l'approche nodale qui considère chacune des zones comme un volume parfaitement uniforme. Chaque zone est alors caractérisée par un seul noeud de calcul où sont déterminées les variables d'états (température, pression, concentration, etc.). Ensuite, il s'agit d'étudier les détails au sein d'un nombre limité de zones et d'estimer l'impact de ces détails sur le comportement global du bâtiment. Ainsi, nous proposons différentes méthodes de couplage entre d'une part la méthode nodale et d'autre part, les méthodes zonales et CFD. Après avoir présenté les différentes méthodes de modélisation retenues pour la détermination des transferts de masse et de chaleur dans les bâtiments, nous tentons de montrer l'intérêt d'utiliser l'une plutôt qu'une autre en fonction, des spécificités de chacune des zones, et de l'étude à effectuer. Ensuite, nous exposons la plate-forme de simulation développée, permettant de mettre en oeuvre aussi bien les approches nodales et zonales, que les différentes procédures de couplage dépendant du type d'association de modèles. Enfin, différentes applications viennent confirmer les capacités offertes par la plate-forme, pour moduler le niveau de finesse des modèles utilisés pour représenter chacune des zones d'un bâtiment, mais aussi pour proposer de nouvelles orientations de recherche. En effet, la dernière application présente une approche de couplage entre les approches zonale et CFD, dans laquelle la première tire la connaissance de la structure de l'écoulement de la seconde. L'outil développé apporte de nombreuses possibilités d'applications, aussi bien pour la caractérisation du bâtiment lui-même que de son intégration dans son environnement immédiat.

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Thing, Leo Gilles. "Projet de construction et fonctions d'usage : métriques de dégradation et réajustement dynamique des performances." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1055.

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Abstract:

Le constat actuel concernant les projets de construction ou de rénovation de bâtiments est la persistance d’un niveau substantiel de non qualité des ouvrages qui vient à l’encontre des objectifs de développement durable de la filière. Pour preuve, les conditions d’usage des bâtiments sont dégradées, les coûts de réparation sont significatifs et l’empreinte environnementale du bâti peine à se réduire. Ces observations sont révélatrices de l’imperfection du processus de production des projets de construction. En effet, ce processus de production a pour finalité de mettre en œuvre des procédés constructifs dont l’intégration fournit des fonctions dites d’usage. Chacune de ces fonctions se décline alors en performances dont le niveau effectif, sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment, dépend de la qualité de mise en œuvre. La présente thèse s’est focalisée, premièrement, sur la quantification d’un indicateur de réussite d’un projet de construction. Pour ce faire, une modélisation de la dynamique du processus de production d’un bâtiment a été entreprise, en tenant compte des perturbations auxquelles il est assujetti, afin de quantifier, de manière prospective, l’écart entre le niveau effectif d’une performance et son niveau souhaité au cahier des charges fonctionnelles. Deuxièmement, à l’échelle d’une performance, la modélisation du processus de production a permis de formaliser une fonction de récupération dépendant des ressources allouées à une opération. Ainsi, avec la proposition d’expressions mathématiques décrivant la dégradation puis la récupération d’une performance, l’analyse de ce qui pourrait s’apparenter au processus globale de résilience, à l’échelle d’un bâtiment a été initiée. En guise d’illustration, deux solutions de réalisations de façades ont été analysées. Une analyse de sensibilité de la « satisfaction » du projet est, alors, conduite en fonction de paramètres comme la compétence du constructeur, la complexité des procédés constructifs ou les ressources allouées
It is widely observed that construction and renovation projects suffer poor quality in the case of buildings, for instance. This is a major drawback as it affects the sustaining development goals of the building industry. Often, the subsequent conditions of service do not meet the normative standards; the costs for renovating the buildings are significant high, and the carbon footprint increases. They result in imperfections of the whole process related to construction projects. In fact, the production process is intended integrate architectural elements and structural components by putting them together adequately with the purpose of providing functions defined as «building features». Each of these features is then expressed as performances whose level, spanning the whole life cycle of the building, depends on the quality of its implementation. The present thesis focuses, in a first part, on the quantification of a « satisfaction index » of any construction project. For this purpose, a dynamic production process modeling a building has been developed; it takes into account disturbances in order to predict quantitatively the gap between the effective performance level and the required and targeted level. In a second part, considering a given performance level, the production process modeling aims to develop « recovery functions » depending on the allocated resources. Therefore, hypothetic mathematical expressions are adopted in order to describe the deterioration and the recovery of a performance level. A theoretical approach is also developed; it is adapted by analogy with global resilience process, at the scale of a building scale. For illustrative and comparative purposes, two kinds of constructive methods, for exterior walls (façade) are considered. A sensitivity study of the project’s « satisfaction index» is then performed out according to parameters such as constructor’s know‐how and past experience, constructive process complexity as well as allocated and available resources

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Kinab, Elias. "Optimisation des performances non nominales des pompes à chaleur réversibles pour le secteur tertiaire." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00566590.

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Abstract:

L'optimisation des performances non nominales des pompes à chaleur réversibles contribue à la réduction des consommations énergétiques du secteur tertiaire. Une modélisation thermodynamique détaillée d'une pompe à chaleur destinée au secteur tertiaire (compresseur, condenseur, détendeur, évaporateur) en régime non nominal est réalisée. Le modèle de pompe à chaleur validé par expérimentation en laboratoire et in-situ est couplé à un modèle de calcul des besoins thermiques de bâtiment afin d'évaluer les performances saisonnières de la PAC et d'améliorer la conception en fonction de ce critère. Des voies d'optimisation des performances saisonnières sont évaluées suivant deux axes principaux : -Optimum du point de vue local : optimisation par rapport à une courbe de besoins donnée ; interviennent la régulation de puissance, la conception orientée mode chaud ou orientée mode froid. Ces simulations sont réalisées sur un bâtiment tertiaire de type neuf ou existant. Une étude de sensibilité des résultats au climat du lieu d'installation est également réalisée. -Optimum du point de vue industriel : par l'intégration de composants innovants à fort enjeu concurrentiel pour un bon positionnement vis-à-vis de l'étiquetage européen des systèmes de climatisation. Les améliorations de performance sont complétées par une étude technico-économique, basée sur la décomposition des coûts de la PAC selon ses principaux composants. On détermine finalement le temps de retour de la machine optimisée en fonction du type de bâtiment et du climat.

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Kachkouch, Salah. "Évaluation expérimentale et par simulation des performances thermiques de techniques passives appliquées aux toitures pour le rafraîchissement des bâtiments en climat chaud." Thesis, La Rochelle, 2018. http://www.theses.fr/2018LAROS021/document.

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Abstract:

Le bâtiment est l'un des secteurs les plus consommateurs d'énergie et producteurs de CO2 au monde. Au Maroc, ce secteur représente actuellement 33% de la consommation totale d’énergie à l'échelle nationale. Le nouveau règlement thermique au Maroc vise à introduire des pratiques éco énergétiques dans ce secteur pour réduire ces consommations. En effet, dans la région méditerranéenne, l’architecture du bâtiment a un impact primordial sur sa performance énergétique et thermique. Par ailleurs, l’intégration des techniques passives et l’utilisation des matériaux locaux pourraient réduire considérablement la consommation d’énergie dans le secteur du bâtiment. C’est dans ce contexte que se situe cette thèse de doctorat dont l’objectif est d’évaluer la capacité de rafraîchissement de quelques techniques passives pour la protection solaire des toitures et de montrer l’importance de l’utilisation des matériaux naturels locaux dans le climat chaud et semi-aride de Marrakech. En effet, trois techniques passives de rafraîchissement de l'air dans les bâtiments sont testées dans des conditions climatiques réelles dans la ville de Marrakech. Les techniques passives, à savoir la peinture blanche, l'ombrage et l'isolation thermique, sont appliquées sur les toits de trois cellules test métalliques placées à l’extérieur. Les performances thermiques de ces techniques sont évaluées simultanément via un monitoring de 29 jours d’été de quatre cellules test identiques, dont une cellule test de référence à toit nu (sans traitement). Ces cellules test ne représentent pas des bâtiments réels là où nous pouvons mener une étude approfondie. Pour cela, nous avons construit un bâtiment réel qui représente une salle de classe dans le milieu rural du Sud marocain, et ceci en utilisant des matériaux naturels et en intégrant des techniques passives dans la toiture. Les performances thermiques et énergétiques des mêmes techniques sont évaluées par le biais des simulations thermiques dynamiques sur l’outil TRNSYS ainsi qu’une étude expérimentale
The building is one of the most energy-consuming and CO2-producing sectors in the world. Nowadays, this sector accounts for 33% of total energy consumption in Morocco. The new thermal regulation in Morocco aims to introduce eco-energy practices in this sector to reduce this consumption. Indeed, in the Mediterranean region, building architecture has a major impact on its energy and thermal performance. In addition, the integration of passive techniques and the use of local materials could significantly reduce energy consumption in the building sector. In this context where this thesis is located and whose objective is to evaluate the cooling capacity of some passive techniques for the solar protection of roofs and to show the importance of the use of local natural materials in the hot and semi-arid climate of Marrakech. Indeed, three passive cooling techniques are tested in real conditions in the Marrakech region. Passive techniques, namely white paint, shading and thermal insulation, are applied to the roofs of three outside test cells. The thermal performances of these techniques are evaluated simultaneously via a 29-day summer monitoring of four identical test cells, including a bare roof reference test cell (without treatment). Small scale test cells do not represent real buildings where an in-depth study can be conducted. To remedy this, we built a single-zone building that represents a classroom in rural region in southern Morocco, using natural materials and incorporating passive techniques into the roof. The thermal and energetic performances of the same techniques are evaluated by means of dynamic thermal simulations on TRNSYS as well as an experimental study

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Guyot, Dimitri. "Evaluation sur modèle de simulation thermique dynamique calibré des performances d’un contrôleur prédictif basé sur l’utilisation de réseaux de neurones." Thesis, Paris, HESAM, 2020. http://www.theses.fr/2020HESAC022.

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Abstract:

Le développement des techniques d’apprentissage automatique, et plus particulièrement des réseaux de neurones, associé à celui des nouvelles technologies de l’information et de la communication, bouleverse nos sociétés à travers des avancées technologiques dans une variété de secteurs d’activité. Le secteur du bâtiment n’est pas épargné, si bien que ces techniques peuvent constituer une opportunité intéressante dans un contexte où les émissions de gaz à effet de serre doivent être drastiquement réduites. L’objectif de ces travaux est d’évaluer l’intérêt de ces techniques appliquées à l’énergétique du bâtiment, dans une optique de réduction des consommations énergétiques et d’amélioration du confort thermique. Nous veillons par ailleurs à garder lors de cette évaluation une vision globale, en plaçant les éventuels avantages en face des différents besoins relatifs au développement de ces technologies. Ce travail de thèse s’organise en trois parties précédées d’une introduction détaillée visant à donner au lecteur une vue d’ensemble des différents éléments de contexte, permettant ainsi la mise en perspective du travail de thèse. Nous donnons ensuite dans la première partie le cadre théorique nécessaire à la compréhension des problématiques rencontrées lors de l’élaboration et de la création des réseaux de neurones pour des applications à l’énergétique du bâtiment. Dans un second temps, une étude bibliographique donnant au lecteur un large aperçu des diverses applications des réseaux de neurones au domaine de l’énergétique du bâtiment est présentée. La seconde partie est consacrée à la calibration du modèle de bâtiment utilisé ensuite pour tester et évaluer un contrôleur prédictif mettant en œuvre des réseaux de neurones. Après une explication de la méthode utilisée puis une présentation détaillée du modèle, une analyse complète des résultats de calibration est menée. Nous terminons cette partie par des observations et recommandations concernant les méthodes classiques de calibration préconisées par différents organismes internationaux. Enfin, une application concrète mettant en œuvre des réseaux de neurones pour le contrôle prédictif de la température intérieure est présentée au cours de la troisième partie. Après un point théorique concernant le contrôle prédictif, nous détaillons la méthode développée pour l’entraînement des réseaux de neurones utilisés. Les résultats obtenus en simulation avec un contrôleur prédictif sont ensuite analysés et comparés à ceux obtenus en présence de deux contrôleurs de référence pour diverses hypothèses de simulation. Le contrôleur prédictif est ainsi testé dans plusieurs cas de figures, allant d’une situation idéale à des conditions de fonctionnement plus réalistes, en passant par deux types d’émetteurs de chaleur différents, à savoir des plafonds rayonnants et un plancher chauffant
The development of machine learning techniques, particularly neural networks, combined with the development of new information and communication technologies, is shaking up our societies through technological advances in a variety of sectors. The building sector is not spared, so these techniques may represent an interesting opportunity in a context where greenhouse gas emissions must be drastically reduced. The objective of this work is to assess the interest of these techniques in the field of building energy, with the aim of reducing energy consumption and improving thermal comfort. In addition, we ensure that this evaluation is carried out with a global vision, by placing the possible advantages in front of the different needs relating to the development of these technologies. This thesis work is organized in three parts preceded by a detailed introduction intended to give the reader an overview of the various contextual elements, thus allowing the thesis work to be placed in perspective. We then give in the first part the theoretical framework needed to understand the problems encountered during the elaboration and creation of neural networks for building energy applications. Then, a bibliographical study giving the reader a broad overview of the various applications of neural networks in the field of building energy is presented. The second part is devoted to the calibration of the building model that is then used to test and evaluate a predictive controller implementing neural networks. After an explanation of the method used and a detailed presentation of the model, a complete analysis of the calibration results is carried out. We conclude this part with observations and recommendations regarding the standard calibration guidelines recommended by three international organizations. Finally, a practical application using neural networks for the predictive control of indoor temperature is presented in the third part. After a theoretical introduction concerning predictive control, we detail the method employed to train the neural networks used. The results obtained in simulation with a predictive controller are then analyzed and compared with those obtained with two reference controllers for various simulation hypothesis. The predictive controller is thus tested in several scenarios, ranging from an ideal situation to more realistic operating conditions, including two different types of heat emitters, namely radiant ceilings and underfloor heating

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Ebuy, Habtamu Tkubet. "Design and development of a Co-simulation Platform to study the impact of occupant behavior on building performances." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0251.

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Abstract:

La performance des bâtiments est influencée par un certain nombre de facteurs, notamment les caractéristiques physiques, l'enveloppe, l'entretien du système, la qualité de l'air intérieur et le climat. Cependant, il est important de se souvenir du comportement des occupants qui détermine la performance globale du bâtiment. Les occupants sont l'un des facteurs qui ont le plus d'impact sur la performance globale des bâtiments. La phase d'exploitation est la phase la plus consommatrice d'énergie d'un bâtiment, car elle concerne les systèmes techniques, les équipements et les occupants. La différence entre les données énergétiques réelles et l'énergie prédite a été identifiée comme une lacune de connaissances principale dans la littérature. L'une des principales raisons de la différence entre les performances prédites et simulées des bâtiments est liée à la nature stochastique de leurs occupants : leur présence, les activités en cours, les caractéristiques dépendantes de l'activité et les implications qui en résultent pour le confort perçu. Les études précédentes se sont concentrées sur les enquêtes BO liées à l'énergie dans les bâtiments résidentiels. Cette recherche implique le développement et la validation de modèles stochastiques dans les bâtiments universitaires existants. Modèles spécifiques dans les domaines de l'occupation, des activités, de l'ombrage, des ouvertures de fenêtres, du thermostat et de l'utilisation de l'éclairage. Dans les outils de simulation conventionnels actuels, le comportement des occupants est modélisé sous forme de modèles d'occupation. L'objectif de cette étude est d'identifier les impacts directs et/ou indirects du comportement des occupants sur la performance globale du bâtiment. Le comportement dynamique des occupants est modélisé et simulé ainsi que les aspects thermiques d'un bâtiment. Par conséquent, pour étayer cette étude, une revue chronologique de la littérature sur l'OB et ses effets sur la performance des bâtiments a été réalisée. Cette thèse décrit notre principale plateforme de validation qui intègre des modèles d'occupants stochastiques dans une plateforme de simulation multi-agents (SimOcc), qui communique directement avec la simulation du bâtiment. Par la suite, des simulations de construction ont été réalisées pour les bâtiments à l'aide de données réelles et d'outils logiciels TRNSYS. SimOcc est validé via une plateforme de co-simulation afin de démontrer l'efficacité du modèle de comportement stochastique intégré des occupants dans les bâtiments commerciaux. Un modèle croyance-désir-intention est utilisé pour développer un ensemble d'objectifs et de plans qu'un agent doit suivre pour influencer l'environnement en fonction de ses croyances sur les conditions environnementales actuelles. SimOcc utilise des techniques d'apprentissage automatique multi-agents pour apprendre à réagir aux processus de construction et les agents sont capables de choisir des stratégies sans avoir besoin de règles spécifiques au contexte. En utilisant ces techniques complémentaires, l'intégration de la présence et du comportement des occupants dans une plate-forme unique pour prendre en charge un support de simulation complet qui peut être facilement interfacé avec divers programmes de simulation de la performance des bâtiments est une contribution clé de cette connaissance de thèse
Building performance is impacted by several factors, including physical characteristics, envelope, system maintenance, indoor air quality and climate. However, it is important to remember the behavior of the occupants which determines the overall performance of the building. The operational phase is the phase that consumes the most energy from a building, as it involves technical systems, equipment and occupants. The difference between actual energy and predicted energy has been identified as a main knowledge gap in the literature. One of the main reasons for this difference is related to a misunderstanding of the stochastic nature of their occupants: their presence, current activities, activity-dependent characteristics and the resulting implications for perceived comfort. The focus of previous studies has been on energy-related occupant behavior (OB) investigations in residential buildings. This research involves the development and validation of stochastic models within existing academic buildings. Specific models used in the study areas are occupancy, activities, shading, window openings, thermostat and lighting usage. In current conventional simulation tools, occupant behavior is modeled as occupation patterns. The objective of this study is to identify the direct and/or indirect impacts of occupant behavior on the overall performance of the building. The dynamic behavior of the occupants is modeled and simulated along with the thermal aspects of a building. Consequently, to support this study, a chronological review of the literature on OB and its effects on building performance was conducted. This thesis describes our principle validation platform which integrates stochastic occupant models into a multi-agent simulation platform (SimOcc), which communicates directly with the building simulation. Subsequently, building simulations were completed for the buildings using real data and TRNSYS software tools. SimOcc is validated through a co-simulation platform in order to demonstrate the effectiveness of the built-in stochastic behavior model of occupants in educational buildings. A belief-desire-intention model is used to develop a set of objectives and plans that an agent should follow to influence the environment based on their beliefs about current environmental conditions. SimOcc uses multi-agent-based modeling to learn how to react to building processes and agents are able to choose strategies without the need for context-specific rules. Using these complementary techniques, the integration of occupant presence and behavior in a single platform to support comprehensive simulation support that can be easily interfaced with various building performance simulation programs is a key contribution of this thesis

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Lapisa, Remon. "Étude du rafraîchissement passif de bâtiments commerciaux ou industriels." Thesis, La Rochelle, 2015. http://www.theses.fr/2015LAROS031/document.

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Abstract:

Les bâtiments commerciaux et industriels présentent une part non négligeable de la demande énergétique. L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier par des simulations numériques, le comportement thermoaéraulique des bâtiments de grand volume à usage commercial ou industriel et d’améliorer leurs performances afin de réduire leurs consommations énergétiques tout en assurant le confort thermique des occupants. La première partie de l’étude consiste à définir et à évaluer les paramètres d’enveloppe et de ventilation qui affectent la consommation d’énergie et le confort thermique de ce type de bâtiment. À travers des modèles développés (multizone et zonal) sur un bâtiment « générique », nous présentons l’impact des paramètres les plus importants (orientation du bâtiment, isolation thermique de l’enveloppe, propriétés radiatives de la toiture, sol, inertie thermique interne, diffusion de l’air…) sur la consommation énergétique et le confort. Ces paramètres sont déterminants surtout dans la conception de la toiture et du plancher de par leur influence sur les performances énergétiques du bâtiment étudié. Cette modélisation thermoaéraulique est ensuite appliquée à un bureau-entrepôt commercial existant. L’exploitation du modèle, dont les résultats sont confrontés aux mesures, et des études paramétriques permettent de démontrer l’efficacité de stratégies de ventilation naturelle nocturne. Dans la deuxième partie, nous évaluons certaines solutions de rafraîchissement passif (isolation thermique, ventilation naturelle nocturne, revêtement de toiture « cool roof ») permettant de maintenir le confort thermique en hiver aussi bien qu’en été tout en minimisant la consommation énergétique. Enfin, une étude d’optimisation nous permet de déterminer les paramètres optimums en fonction des conditions climatiques et des deux objectifs de confort et de performance énergétique. Ce travail ouvre de nombreuses perspectives sur la méthodologie de conception des enveloppes et l’adaptation du fonctionnement des installations de ventilation pour le rafraîchissement passif des bâtiments
Commercial and industrial buildings represent a significant part of total energy demand. The objective of this thesis is to study the thermal behavior and airflows of commercial or industrial buildings (low-rise and large volume) by numerical simulations, to improve their thermal performance in order to reduce their energy consumption while maintaining thermal comfort of the occupants. The first part of this study consists in identifying and evaluating the keys factors that affect the energy demand and thermal comfort of these buildings. Using the developed models (multizone and zonal), we present the impact of the most important parameters (building orientation, thermal insulation, radiative properties of the roof, soil, internal thermal inertia, air diffusion…) on energy consumption and thermal comfort. We have identified here that the main influencing parameters can be found in the design of the roof and the ground floor considering the energy performance of the studied building. The developed model is then applied to a real commercial building. Results showed that the predictions are in good agreement with the measurements and that night-time natural ventilation can be an efficient passive cooling technique to avoid overheating in summer. In the second part, we evaluate the efficiency of different passive cooling techniques (thermal insulation, night-time natural ventilation, cool roof…) applied to ensure the thermal comfort in winter as well as in summer while minimizing the energy consumption. Finally, an optimization study is proposed to determine the optimal set of parameters for both objective functions considering the passive cooling techniques and the energy demand according to different climatic zones

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Micolier, Alice. "Développement d’une méthodologie d’évaluation cohérente et intégrée de l’impact des choix de conception sur la qualité de l’air intérieur et les performances énergétiques et environnementales des bâtiments résidentiels." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0380.

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Abstract:

A l'heure où le secteur de la construction connaît une profonde transformation portée par des préoccupations énergétiques et environnementales, les solutions de conception proposées pour répondre à ces objectifs ne doivent pas compromettre la qualité de l’air intérieur (QAI). Malgré les risques majeurs de santé publique liés à celle-ci, des outils manquent aux acteurs de la conception pour juger de la performance des solutions de conception proposées en terme de QAI. Cette thèse vise à répondre à cet enjeu en proposant une méthodologie d’évaluation cohérente et intégrée des performances sanitaires, énergétiques et environnementales des solutions de conception. L'Analyse du Cycle de Vie (ACV) a été identifiée comme pertinente pour intégrer dans un cadre méthodologique normé l’évaluation de la QAI à celle de la performance énergétique et environnementale à travers des métriques d’impacts communes.Afin de considérer au mieux les impacts générés par la pollution de l’air intérieur et les consommations énergétiques en phase opérationnelle du bâtiment, nous avons développé un modèle numérique couplant les transferts de chaleur et de masse dans l’enveloppe du bâtiment. Ce modèle permet d’évaluer l’émission des polluants depuis les matériaux de construction (inventaire) jusqu’à leur devenir dans les environnements intérieurs (transport) en fonction de la température. L’intégration de ce modèle à la méthodologie d’ACV nous a permis de quantifier l’impact de différents matériaux de construction sur l’environnement intérieur et extérieur du bâtiment et de les mettre en regard avec les impacts générés lors de leur production et fin de vie respective. Les résultats obtenus nous ont montré la sensibilité de ce modèle aux paramètres comportementaux.L’occupant a un rôle majeur dans la problématique de la QAI et sa prise en compte est un élément clé afin de quantifier l’exposition des occupants aux polluants intérieurs avec moins d’incertitudes. Nous avons développé un modèle agent simulant le comportement humain au sein des bâtiments résidentiels à l’aide d’une architecture cognitive avancée intégrant à la fois le comportement délibératif et social des occupants. Le couplage du modèle de transport des polluants et du modèle-agent de comportement humain nous a permis d’explorer au travers d’un cas d’étude dans quelle mesure l’exposition à la pollution intérieur est sensible au mode de vie des occupants et le comportement des occupants influe sur le devenir des polluants dans les environnements intérieurs. Ceci constitue une étape préliminaire pour estimer un intervalle de confiance des résultats de simulations, ouvrant ainsi la voie à un processus de garantie de performance en terme de QAI
The construction sector is undergoing a profound transformation driven by energy and environmental concerns. The design solutions proposed to meet these objectives must not compromise indoor air quality (IAQ). Despite the major public health risks associated with this issue, design actors lack tools to assess the performance of the design solutions in terms of IAQ. This thesis aims to address this challenge by proposing a consistent and integrated methodology for evaluating the health, energy and environmental performance of building design solutions. Life Cycle Assessment (LCA) has been identified as a relevant methodology for integrating into a standardised methodological framework the evaluation of the building performance in terms of IAQ, energy and environment through common impact metrics.In order to better characterise the impacts generated by indoor air pollution and energy consumption during the operational phase of the building, we developed a numerical model coupling heat and mass transfers in the building envelope. This model evaluates the emission of pollutants from building materials (inventory) until their fate in indoor environments (transport) as a function of the temperature. The integration of this model into the LCA allowed us to quantify the impact of different construction materials on the indoor and outdoor environment of the building and to compare them with the impacts generated during their production and end of life phase. The results obtained show the sensitivity of this model to behaviour-driven parameters.The occupant has a major role in the problem of IAQ and its consideration is a key element to quantify occupants’ exposure to indoor pollutants with fewer uncertainties. We developed an agent-based model simulating human behaviour within residential buildings using an advanced cognitive architecture that integrates both the deliberative and social behaviour of occupants. By coupling the pollutant transport model with the human behavioural agent model, we explored to which extent the exposure to indoor pollution is sensitive to the occupants' lifestyle and the occupants' behaviour influences the fate of pollutants in indoor environments. This is a preliminary step in estimating a confidence interval of the simulation results, paving the way for a performance guarantee process in terms of IAQ

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Boudhaim, Marouane. "Optical and thermal performance of complex fenestration systems in the context of building information modelling." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD032/document.

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Abstract:

L'efficacité énergétique du bâtiment occupe une place importante dans les projets de construction. La façade, intermédiaire entre l'environnement et l'intérieur, joue un rôle clé pour déterminer les performances énergétiques du bâtiment. Les systèmes de fenestration complexes sont généralement utilisés pour améliorer son efficacité. L'étude des performances de la façade inclut généralement la consommation d'énergie, l'éclairage naturel et les aspects de confort visuel et thermique. Les efforts récents s'orientent vers l'utilisation de modèles intelligents tels que le Building Information Modeling. CFS pourraient être facilement comparées dans la phase de conception du bâtiment afin d'optimiser ses performances. Nous présentons une méthodologie pour transformer le modèle architectural du BIM en modèle énergétique ainsi que des modèles optique et thermique du CFS compatibles avec le BIM. Ces modèles sont validés par une comparaison avec des données expérimentales et les normes actuelles
The energy efficiency of the building occupies an important place in construction projects. The facade plays a key role in determining the performance of the building. Complex fenestration systems (CFS) are therefore generally used to improve its efficiency. The facade's performance evaluation usually includes energy consumption, natural lighting, visual and thermal comfort aspects in order to choose the optimal CFS. Recent efforts have focused on using rich models such as Building Information Modeling (BIM). These models provide an opportunity for automation and cost savings. Several CFS models could easily be compared to optimize the building's performance. In this thesis, we present a methodology to transform the architectural model of the BIM into a Building Energy Model compatible with several simulation software. We also present optical and thermal models compatible with BIM. These models are validated by comparison with experimental data and current standards

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Aïssani, Amina. "Optimisation fiabiliste des performances énergétiques des bâtiments." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22677/document.

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Abstract:

Dans un contexte de forte compétitivité économique et de respect de l’environnement, de nombreuses actions sont entreprises chaque année dans le but d’améliorer la performance énergétique des bâtiments. En phase de conception, le recours à la simulation permet d’évaluer les différentes alternatives au regard de la performance énergétique et du confort des occupants et constitue ainsi un outil d’aide à la décision incontournable. Toutefois, il est courant d’observer des écarts entre les performances énergétiques réelles et celles prévues lors de la conception. Cette thèse porte sur l’amélioration du processus de conception de l’isolation dans le but de limiter les déviations des consommations réelles par rapport à celles prévues lors des simulations. Dans un premier temps, nous situons le contexte énergétique actuel puis nous présentons les différentes sources d’incertitudes qui affectent les résultats des simulations. Dans ce travail, nous nous intéressons particulièrement à la variabilité des propriétés thermophysiques des isolants, au caractère variable de la mise en œuvre et à l’impact du changement climatique. Des études expérimentales ont permis de quantifier l’incertitude associée à la performance des matériaux sains d’une part, et celle associée à des isolants défectueux d’autre part. Un couplage entre des techniques de thermographie infrarouge et des modèles éléments finis ont permis de proposer des modèles paramétriques permettant d’évaluer la performance effective d’un isolant défectueux, en fonction du type et de la taille du défaut dans l’isolant. Pour une bonne estimation à long terme de la performance de l’isolation, il est nécessaire d’intégrer les prévisions météorologiques. Ces dernières sont généralement estimées sur la base des données historiques de la région. Toutefois, il est encore difficile de prévoir avec exactitude l’évolution climatique car elle dépend de nombreux facteurs socio-économiques, démographiques et environnementaux. Dans ce travail, nous proposons de considérer les différents scénarios climatiques proposés par les climatologues et de prendre en compte leur variabilité de manière à vérifier la fiabilité de l’isolation. Enfin, nous proposons d’utiliser des approches probabilistes pour intégrer ces différents types d’incertitudes dans le processus de simulation. Pour optimiser le dimensionnement de l’isolation, nous proposons une méthodologie de conception basée sur la fiabilité. Un nouveau modèle de coût est également proposé dans le but d’améliorer l’aide à la décision, en considérant les pertes indirectes, jusqu’à présent négligées dans la conception
In the context of growing world energy demand and environmental degradation, many actions are undertaken each year to improve the energy performance of buildings. During the design stage, the use of building energy simulations remains a valuable tool as it evaluates the possible options in terms of energy performance and comfort. However, as precision requirements increase, it becomes essential to assess the uncertainties associated with input data in simulation. This thesis focuses on the insulation design process under uncertainty, in order to limit gaps between real and predicted performance for better control of energy consumptions. This work firstly presents the current alarming energy context. We consider the main uncertainties that affect the insulation, mainly the variability of the thermophysical properties, the uncertainty on climate and the uncertainties due to workmanship defects. Experimental studies were carried out to evaluate the uncertainty associated to the intrinsic performance of healthy insulation materials on one hand, and those associated to defects in insulations on the other hand. A coupling between thermography techniques and finite element models was used to provide analytical models that assess the effective thermal performance of a defective insulation, according to the type and size of the defect. As the performance of insulation also depends on climate, it is necessary to integrate future weather data to evaluate the energy consumption. These weather data are generally estimated based on the historical climatic data of the region. However, it is still difficult to predict climate change as it depends on many uncontrollable factors. In this work, we consider the different climate scenarios proposed by climate expert groups, and the uncertainty associated to each scenario to evaluate the reliability of the insulation and to improve the decision making process. Finally, we propose a probabilistic approach to integrate uncertainties in simulation and an optimization methodology based on reliability. A new cost formulation is also proposed to improve the decision-making, through indirect losses related to comfort, pollution and living space losses

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Faure, Xavier. "Optimisation d’enveloppe hybride pour bâtiment à haute performance énergétique." Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10229.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans la thématique des enveloppes de bâtiment à haute performance énergétique. Un nouveau concept d'enveloppe hybride est proposé: en hiver, le chauffage est assuré par des capteurs solaires thermiques à air associés à des panneaux d'inertie (avec matériaux à changement de phase). Une circulation d'air, dans des cavités au sein de l'enveloppe, transporte l'énergie des capteurs jusqu'au stockage; en été, les surplus de chaleur sont absorbés dans les panneaux d'inertie puis évacués la nuit par une sur-ventilation des cavités d'air en boucle ouverte. Un modèle analytique global a été développé dans l'environnement TRNSys. Une maquette à l'échelle 1:1 (volume intérieur de 40m\ instrumentée, permet d'étudier la physique de l'enveloppe, et de valider le modèle en convection naturelle et forcée. La validation d'un modèle de transition de phase fait l'objet d'essais spécifiques. L'influence de la convection naturelle en phase liquide, ainsi que la variabilité des caractéristiques de transition de phase suivant les dynamiques des sollicitations sont mises en évidence. Les paramètres influents sont identifiés à l'aide d'une méthode d'analyse de sensibilité globale (FAST). Des études paramétriques montrent l'intérêt du système proposé: des réductions de 30% à 50% sont obtenues sur les consommations de chauffage, le nombre d'heures de surchauffe est nettement réduit, voir annulé. A consommations équivalentes, les épaisseurs des panneaux d'inertie sont de 1cm pour un stockage par chaleur latente, contre 5 à 8cm selon les climats pour un stockage par chaleur sensible
This work lies within the framework of low energy consumption building envelope. A new concept of hybrid envelope is proposed: in winter, space heating is ensured by thermal solar air collectors associated with inertial panels (containing phase change materials). The air flows into cavities located all around the envelope, and brings the collected energy to the inertial panels. Ln summer, overheat absorbed by inertial panels is discharged at night with an over-ventilation through the cavities, in an open loop configuration. A global analytical model was developed in the TRNSys environment. An instrumented experiment is realized in real size test cell (40m3) to study the physics of the envelope, and to validate the model in natural and forced convection. A specific rig is held for the phase change materials. The influences of the natural convection within the liquid phase are highlighted, as well as the variability of the phase transition characteristics with various boundary conditions. The most important parameters are identified using a global sensitivity analysis method (FAST). Parametric studies show the interest of such a system: reductions from 30% to 50% are obtained on heating loads; the number of overheating hours is clearly reduced and even cancelled. For equivalent loads, 1 cm thickness of inertial panels is enough for latent heat storage, against 5 to 8cm for sensible heat storage, according the climate

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Djedjig, Rabah. "Impacts des enveloppes végétales à l’interface bâtiment microclimat urbain." Thesis, La Rochelle, 2013. http://www.theses.fr/2013LAROS421/document.

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Abstract:

Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet "ANR-Villes Durables VegDUD : Rôle du végétal dans le développement urbain durable ; une approche par les enjeux liés à la climatologie, l’hydrologie, la maîtrise de l’énergie et les ambiances" (2010-2013). Elle traite de la modélisation et de l’expérimentation de toitures et de façades végétales, en vue de l’évaluation de leurs impacts hygrothermiques sur les bâtiments et sur les microclimats urbains. Un modèle physique a été développé pour décrire les mécanismes de transferts couplés de chaleur et de masse au sein de la paroi végétale. L’implémentation de ce modèle dans un code de simulation thermique dynamique permet de prédire l’impact de la végétalisation sur la performance énergétique des bâtiments. L’extension de cette démarche à l’échelle d’une rue-canyon permet d’inclure l’interaction microclimatique dans la simulation thermohydrique des bâtiments. Sur le plan expérimental, une maquette reconstituant une scène urbaine est mise en place pour étudier l’impact de différentes typologies de parois végétales dans plusieurs configurations microclimatiques. La confrontation des résultats expérimentaux et ceux issus de la modélisation numérique a été entreprise à l’échelle du système constitué du bâtiment et du microclimat urbain environnant. Pour cela, l’étude du comportement d’un bâtiment et d’une rue végétalisés par rapport au comportement du même bâtiment et d’une rue témoins a permis d’évaluer l’incidence des transferts thermiques, hygrométriques et radiatifs de la végétalisation. Ceci a permis d’entreprendre la validation des outils de prédiction numérique développés. Les résultats de l’étude montrent que les transferts thermiques et hydriques sont fortement couplés et que le comportement thermique des parois végétales est tributaire de l’état hydrique du substrat de culture. Pour l’été comme pour l’hiver, les simulations numériques et les données expérimentales montrent que la végétalisation permet d’améliorer la performance énergétique des bâtiments et de réduire les îlots de chaleur urbains
This study was conducted in the framework of the National Program "ANR-VegDUD Project : Role of vegetation in sustainable urban development, an approach related to climatology, hydrology, energy management and environments" (2010 -2013). It deals with the experimental and numerical modeling of green roofs and green facades to evaluate their thermohydric effects on buildings and urban microclimates. A physical model describing the thermal and water transfer mechanisms within the vegetated building envelopes has been developed. The model’s program has been implemented in a building simulation program. Using this tool, we are able to predict the impact of green roofs and green facades on building energy performance. This approach is extended to the street canyon in order to assess the microclimatic interaction in building simulation. An experimental mockup modeling an urban scene at reduced scale is designed to study the impact of different types of green roofs and walls. The comparison of the measurements carried out on vegetated buildings and streets with the reference highlights the hygrothermal and radiative impacts of vegetated buildings envelopes. In addition, these experimental data are used to verify and validate the reliability of developed tools. The results show that thermal and water transfers are strongly coupled. Hence, the thermal behavior of green roofs and green walls depend on the water availability within the growing medium. In summer and winter, measurements and numerical simulations show that green envelopes improve the energy efficiency of buildings and reduce the urban heat island

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Riedel, Benjamin. "Modules photovoltaïques colorés pour le bâtiment optimisés pour l'esthétique et la performance." Electronic Thesis or Diss., Chambéry, 2023. http://www.theses.fr/2023CHAMA025.

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Abstract:

Dans une optique de conception de bâtiments à énergie positive, une couverture totale des besoins en énergie est possible grâce à l'énergie solaire. Ces bâtiments doivent aussi permettre une gestion complète du confort intérieur et offrir une esthétique réussie conforme aux exigences des architectes. Ces trois points demandent une intégration optimale de composants multifonctionnels solaires photovoltaïques (BIPV) ou photovoltaïques /thermiques hybrides (BIPV/T). Cependant, l'intégration en façade de modules PV entraîne une baisse du rendement énergétique par rapport à un système au sol due, entre autres, à leur échauffement, au risque d'ombrages en milieu urbain et à la technique de colorisation utilisée pour obtenir une esthétique particulière. Pour répondre à cette dernière contrainte, un composant BIPV pour façade, alliant esthétique et performance selon une approche architecturale optimisée est nécessaire.Ces travaux se concentrent sur le potentiel d'une technologie en particulier : l'impression céramique sur verre. Grâce à plusieurs campagnes expérimentales et des outils d'analyse numérique, des encres céramiques sont caractérisées sous différents aspects. D'abord, optiquement, où l'étude des phénomènes de diffusion permet d'appréhender le comportement de la lumière dans ces milieux complexes. Elles sont également caractérisées énergétiquement, grâce à la fabrication de nombreux modules PV avec faces avant imprimées. Le contrôle qu'offre la technologie sur les dessins numériques permet de tester différentes techniques pour jouer sur l'œil de l'observateur, comme des synthèses colorimétriques par pixellisation et des tramages. D'autres problématiques liées aux encres sont abordées, comme la montée en température des modules colorés où encore l'impact des rayons UV sur leur vieillissement. L'analyse des résultats expérimentaux permet de déterminer des solutions globales pour optimiser l'intégration esthétique et le rendement de conversion électrique. Finalement, une méthodologie de conception de modules BIPV esthétiques optimisés est proposée, le choix final du compromis entre couleur et performance étant laissé à l'appréciation du concepteur
With a view to designing positive-energy buildings, solar energy can be used to cover all energy needs. These structures must also be able to manage all aspects of interior comfort, and be aesthetically pleasing to the eye, in line with architects' requirements. These three points call for optimal integration of multifunctional solar photovoltaic (BIPV) or photovoltaic/thermal hybrid (BIPV/T) components. However, the integration of PV modules in facades leads to a reduction in energy yield, due among other things to their heating, the risk of shading in urban environments, and the coloring technique used to achieve a particular aesthetic. To address the latter constraint, a BIPV component for facades, combining aesthetics and performance in an optimized architectural approach, is required.This work focuses on the potential of a particular technology: ceramic printing on glass. Thanks to several experimental campaigns and numerical analysis tools, ceramic inks are being characterized from various angles. Firstly, optically, where the study of scattering phenomena enables us to understand the behavior of light in these complex media. They are also characterized energetically, thanks to the manufacture of numerous PV modules with printed front panels. The control that technology offers over digital drawings enables us to test different techniques for playing on the observer's eye, such as color synthesis by pixelization and rastering. Other ink-related issues are addressed, such as the temperature rise of colored modules or the impact of UV rays on their aging. Analysis of the experimental results enables us to determine global solutions for optimizing aesthetic integration and electrical conversion efficiency. Finally, a methodology for designing optimized aesthetic BIPV modules is proposed, with the final choice of the compromise between color and performance left to the designer's discretion

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Comet, Catherine. "Réseaux et chantiers : performance et capital social des entrepreneurs du bâtiment." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2004/50377-2004-12.pdf.

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Abstract:

Interrogés sur leurs modes d'accès au marché, la plupart des artisans et chefs de petites entreprises du bâtiment attribuent au "bouche-à-oreille" l'essentiel de leur activité. Alors que de fortes incertitudes pèsent sur la qualité des prestations, les intermédiaires et les prescripteurs permettent de réduire les coûts de transaction. Renom et relations de proximité constituent ainsi le premier dispositif de confiance des entrepreneurs du bâtiment. L'encastrement social des marchés du bâtiment n'est plus à démontrer. En revanche, la question des mécanismes sous-jacents à la création et au rendement du capital social reste à approfondir. Nous adoptons dans cette thèse une approche structurale élargie combinée à l'analyse stratégique pour mettre en évidence le rôle du contexte socio-technique dans le rendement de l'encastrement structural des entrepreneurs du bâtiment. Notre objectif est de montrer que les entrepreneurs n'ont pas. Les mêmes intérêts en matière de stratégie relationnelle selon les caractéristiques techniques de leur activité et selon leur position dans le procès de production. Les entrepreneurs adoptent des stratégies à la fois offensives et défensives. Le compromis dépend des sources de pouvoir auxquelles ils ont accès. C'est pourquoi le rendement des réseaux relationnels varie en fonction des caractéristiques des entreprises. Nos analyses nous conduisent à distinguer trois principales catégories d'entrepreneurs : les entrepreneurs relais, les entrepreneurs experts et les entrepreneurs dépendants. Que ce soit en termes de profitabilité ou de productivité, le rendement de leur capital social s'explique par des mécanismes sociaux différents.

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Velázquez, Romo Ernesto. "Processus de conception énergétique de bâtiments durables." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0022/document.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse est de développer une méthodologie d'aide à la prise de décisions pour la conception énergétique de bâtiments durables. La méthodologie proposée est composée de : (1) une base de seize indicateurs caractérisant la performance énergétique du bâtiment, couvrant les trois dimensions du concept de la durabilité (aspects environnementaux, économiques et de confort des occupants) et suivant une approche de type cycle de vie ; (2) une méthode d'évaluation de ces indicateurs adaptée au niveau de précision de la connaissance du bâtiment dans les premières phases de projet ; (3) une logique de progression des décisions de conception donnée comme un modèle de répartition séquentielle des choix à effectuer à chaque phase de projet ; et (4) une base de connaissances d'éléments du bâtiment comprenant les données techniques, environnementales et économiques nécessaires pour la méthode d'évaluation. Cette méthodologie est destinée à être utilisée par la maîtrise d'œuvre d'un projet de construction, y compris architectes et bureaux d'études concernés par la performance énergétique, pour la conception de bâtiments de bureaux dans un contexte français. Un outil numérique d'évaluation a été mis en place comme une première application de la méthodologie proposée afin d'étudier ce qu'elle peut apporter au concepteur comme éléments d'aide à la prise de décisions. L'intérêt de la mise en œuvre de la méthodologie a été validé par divers cas d'étude à chaque stade du processus de conception : de la phase d'Esquisse à la phase d'Avant-Projet Détaillé. En particulier, l'intégration d'une façade double peau vitrée, dont l'impact sur la performance du bâtiment est encore peu maîtrisé, a été évaluée
The aim of this thesis work is the development of a decision-support methodology for the energy design of sustainable buildings. The proposed methodology consists of: (1) a set of sixteen indicators of energy performance, covering the three dimensions of the concept of sustainability (environmental, economic and user comfort aspects) and based on a whole life-cycle approach; (2) a framework for the calculation of these indicators, adapted to the level of knowledge and detail of buildings in the early design phases; (3) a decision making roadmap, proposed as a sequential model for structuring decision making throughout the design process; and (4) a knowledge base of building elements, compiling the necessary technical, environmental and economic data for evaluating energy performance. This methodology is aimed to assist architects and engineers who participate in the energy design of office buildings within a French context. An assessment tool has been developed as a first application of the proposed methodology in order to determine its contribution to the process of decision making. The methodology has been validated through various case studies at each stage of the design process: from the schematic design phase to the detailed design phase. In particular, the integration of a double skin facade, whose impact on building performance is still not fully understood, was assessed

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Haller, Hélène. "Concevoir des bâtiments performants : prescriptions publiques, coordination, apprentissage." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAH008/document.

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Abstract:

Dans le contexte de développement durable et de transition énergétique, le secteur du bâtiment représente en France une véritable mine pour mettre en œuvre les ambitions de maîtrise de la demande en énergie. Réglementations nationales et locales ont été progressivement et substantiellement modifiées, et le processus de conception des bâtiments a dû évoluer pour les respecter. La conception a ainsi été questionnée par d'ambitieuses prescriptions visant la performance énergétique.Nous nous interrogeons sur les réajustements opérés par les concepteurs de bâtiments suite à cette série de prescriptions. Nous montrons que les prescriptions énergétiques des collectivités locales passent en majeure partie par des outils relevant de l'urbanisme opérationnel. De plus, après une période d'apprentissage en raison d'une nouvelle définition de la performance énergétique, le secteur de la conception se caractérise par une certaine stabilité, caractérisée par le retour de routines, la recherche de conventions partagées entre la maîtrise d'ouvrage et la maîtrise d’œuvre et le maintien d'un désintérêt tacite pour la prise en compte des usages. Nous étudions alors comme une innovation (la performance énergétique globale) s'est développée pour être ensuite intégrée au régime de la construction.Nous mobilisons la sociologie pragmatique, et plus particulièrement le courant des économies de la grandeur développé par L. Boltanski et L. Thévenot, ainsi que les travaux du courant conventionnaliste pour analyser trois opérations immobilières en logement collectif, de taille variée mais caractérisées par la recherche de la performance énergétique : la Tour Elithis Danube (Strasbourg, 67), l'éco-quartier des Passerelles (Cran-Gevrier, 74) et Les Jardins de Mûres (Mûres, 74)
In a context of sustainable development and energy transition, the French building sector represents a lever to carry out and achieve energy demand management ambitions. National and local rules regarding construction were progressively and substantially modified, and the building design process had to evolve to abide by these rules. Building design has been called into question by requirements aimed at energy performance.We question the readjustments implemented by building designers to follow these requirements. We show that local authorities mostly use operational urban planning to carry their energy requirements. Besides, after a learning period due to the implementation of a new definition of energy performance, the building sector has known stabilisation, characterized by the return of routines and the seek for shared conventions between the project owner and the project manager team. We study how an innovation (the global energy performance) developped and has been adopted by the socio-technical regime of construction.We mobilize the pragmatic sociology; particularly the French branch of sociological economy developed by L. Boltanski and L. Thévenot, and also researches on conventionalism, in order to study three estate operations. These operations belong to multi-unit housing, are of various sizes and are all characterized by a search of energy performance. They are located in different places: in the city of Strasbourg (Alsace) and in the area of Haute-Savoie

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Artiges, Nils. "De l'instrumentation au contrôle optimal prédictif pour la performance énergétique du bâtiment." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT003/document.

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Abstract:

Face aux forts besoins de réduction de la consommation énergétique et de l’impact environnemental,le bâtiment d’aujourd’hui vise la performance en s’appuyant sur des sourcesd’énergie de plus en plus diversifiées (énergies renouvelables), une enveloppe mieux conçue(isolation) et des systèmes de gestion plus avancés. Plus la conception vise la basse consommation,plus les interactions entre ses composants sont complexes et peu intuitives. Seule unerégulation plus intégrée permettrait de prendre en compte cette complexité et d’optimiser lefonctionnement pour atteindre la basse consommation sans sacrifier le confort.Les techniques de commande prédictive, fondées sur l’utilisation de modèles dynamiqueset de techniques d’optimisation, promettent une réduction des consommations et de l’inconfort.Elles permettent en effet d’anticiper l’évolution des sources et des besoins intermittentstout en tirant parti de l’inertie thermique du bâtiment, de ses systèmes et autres élémentsde stockage. Cependant, dans le cas du bâtiment, l’obtention d’un modèle dynamique suffisammentprécis présente des difficultés du fait d’incertitudes importantes sur les paramètresdu modèle et les sollicitations du système. Les avancées récentes dans le domaine de l’instrumentationdomotique constituent une opportunité prometteuse pour la réduction de cesincertitudes, mais la conception d’un tel système pour une telle application n’est pas triviale.De fait, il devient nécessaire de pouvoir considérer les problématiques de monitoring énergétique,d’instrumentation, de commande prédictive et de modélisation de façon conjointe.Cette thèse vise à identifier les liens entre commande prédictive et instrumentation dansle bâtiment, en proposant puis exploitant une méthode générique de modélisation du bâtiment,de simulation thermique et de résolution de problèmes d’optimisation. Cette méthodologiemet en oeuvre une modélisation thermique multizone du bâtiment, et des algorithmesd’optimisation reposant sur un modèle adjoint et les outils du contrôle optimal. Elle a étéconcrétisée dans un outil de calcul permettant de mettre en place une stratégie de commandeprédictive comportant des phases de commande optimale, d’estimation d’état et decalibration.En premier lieu, nous étudions la formulation et la résolution d’un problème de commandeoptimale. Nous abordons les différences entre un tel contrôle et une stratégie de régulationclassique, entre autres sur la prise en compte d’indices de performance et de contraintes. Nousprésentons ensuite une méthode d’estimation d’état basée sur l’identification de gains thermiquesinternes inconnus. Cette méthode d’estimation est couplée au calcul de commandeoptimale pour former une stratégie de commande prédictive.Les valeurs des paramètres d’un modèle de bâtiment sont souvent très incertaines. Lacalibration paramétrique du modèle est incontournable pour réduire les erreurs de prédictionet garantir la performance d’une commande optimale. Nous appliquons alors notreméthodologie à une technique de calibration basée sur des mesures de températures in situ.Nous ouvrons ensuite sur des méthodes permettant d’orienter le choix des capteurs à utiliser(nombre, positionnement) et des paramètres à calibrer en exploitant les gradients calculéspar la méthode adjointe.La stratégie de commande prédictive a été mise en oeuvre sur un bâtiment expérimentalprès de Chambéry. Dans le cadre de cette étude, l’intégralité du bâtiment a été modélisé,et les différentes étapes de notre commande prédictive ont été ensuite déployées de mainière séquentielle. Cette mise en oeuvre permet d’étudier les enjeux et les difficultés liées àl’implémentation d’une commande prédictive sur un bâtiment réel.Cette thèse est issue d’une collaboration entre le CEA Leti, l’IFSTTAR de Nantes et leG2ELab, et s’inscrit dans le cadre du projet ANR PRECCISION
More efficient energy management of buildings through the use of Model Predictive Control(MPC) techniques is a key issue to reduce the environmental impact of buildings. Buildingenergy performance is currently improved by using renewable energy sources, a betterdesign of the building envelope (insulation) and the use of advanced management systems.The more the design aims for high performance, the more interactions and coupling effectsbetween the building, its environment and the conditions of use are important and unintuitive.Only a more integrated regulation would take in account this complexity, and couldhelp to optimize the consumption without compromising the comfort.Model Predictive Control techniques, based on the use of dynamic models and optimizationmethods, promise a reduction of consumption and discomfort. They can generate energysavings by anticipating the evolution of renewable sources and intermittent needs, while takingadvantage of the building thermal inertia and other storage items. However, in the caseof buildings, obtaining a good dynamic model is tough, due to important uncertainties onmodel parameters and system solicitations.Recent advances in the field of wireless sensor networks are fostering the deployment ofsensors in buildings, and offer a promising opportunity to reduce these errors. Nevertheless,designing a sensor network dedicated to MPC is not obvious, and energy monitoring,instrumentation, modeling and predictive control matters must be considered jointly.This thesis aims at establishing the links between MPC and instrumentation needs inbuildings. We propose a generic method for building modeling, thermal simulation andoptimization. This methodology involves a multi-zone thermal model of the building, andefficient optimization algorithms using an adjoint model and tools from the optimal controltheory. It was implemented in a specific toolbox to develop a predictive control strategywith optimal control phases, state estimation phases and model calibration.At first, we study the formulation and resolution of an optimal control problem. We discussthe differences between such a control and a conventional regulation strategy, throughperformance indicators. Then, we present a state estimation method based on the identificationof unknown internal gains. This estimation method is subsequently coupled with theoptimal control method to form a predictive control strategy.As the parameters values of a building model are often very uncertain, parametric modelcalibration is essential to reduce prediction errors and to ensure the MPC performance. Consequently,we apply our methodology to a calibration technique based on in situ temperaturemeasurements. We also discuss how our approach can lead to selection techniques in orderto choose calibrated parameters and sensors for MPC purposes.Eventually, the predictive control strategy was implemented on an experimental building,at CEA INES, near Chambéry. The entire building was modeled, and the different steps ofthe control strategy were applied sequentially through an online supervisor. This experimentgave us a useful feedback on our methodology on a real case.This thesis is the result of a collaboration between CEA Leti, IFSTTAR Nantes andG2ELab, and is part of the ANR PRECCISION project

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Chahwane, Layal. "Valorisation de l'inertie thermique pour la performance énergétique des bâtiments." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00701170.

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Abstract:

L'inertie thermique constitue un atout essentiel pour stocker l'énergie reçue par le bâtiment et la restituer quand cela est nécessaire : elle permet d'emmagasiner les apports gratuits issus du rayonnement solaire pour réduire les consommations énergétiques liées au chauffage en présence d'une isolation performante. En été, son association à la ventilation nocturne contribue à évacuer l'énergie stockée au cours de la journée limitant ainsi les surchauffes à l'intérieur du bâtiment. Une exploitation optimale de l'inertie passe par une sélection appropriée des matériaux de construction lors de la phase d'avant-projet et par le développement de stratégies visant à exploiter leur capacité de stockage. Les outils de simulation thermique dynamique dont on dispose permettent de modéliser de façon assez précise les transferts de chaleur dans l'enveloppe du bâtiment mais leur niveau de finesse n'est pas nécessairement adapté aux besoins des concepteurs au moment de faire les choix les plus fondamentaux. Néanmoins ils demeurent indispensables non seulement pour la validation de ces choix mais aussi pour le développement de méthodes destinées à améliorer l'exploitation de l'énergie avant de procéder à la réalisation d'un projet. Ce travail a consisté à développer une méthodologie de conception basée sur deux approches complémentaires : la première approche permet de décrire le comportement détaillé du bâtiment à l'aide d'un modèle de simulation dynamique performant développé dans la plateforme SimSPARK qu'on a eu l'occasion de comparer aux mesures expérimentales de la plateforme INCAS. La seconde est basée sur le développement de l'outil simplifié CoSPARK qui à partir de la connaissance de quelques éléments clés, permet de déterminer les caractéristiques appropriées de l'enveloppe pour favoriser la performance énergétique des bâtiments. La dernière partie de ce travail a été consacrée à l'optimisation de stratégies d'une part en activant l'inertie thermique dans le cas d'une ventilation nocturne adaptative pour l'été et d'autre part en réduisant les consommations de chauffage en hiver dans le cas d'un plancher couplé à une installation solaire en utilisant le modèle de référence SimSPARK.

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Vorger, Éric. "Étude de l'influence du comportement des habitants sur la performance énergétique du bâtiment." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0066/document.

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Abstract:

Le comportement humain est modélisé de manière sommaire dans les logiciels de simulation énergétique des bâtiments. Or son impact est considérable et il est à l'origine d'écarts importants entre résultats de simulation et mesures in situ. Les occupants influencent les consommations d'énergie des bâtiments par leur présence et leurs activités, les ouvertures/fermetures de fenêtres, la gestion des dispositifs d'occultation, l'utilisation de l'éclairage artificiel et des appareils électriques, la gestion des consignes de chauffage et les puisages d'eau chaude sanitaire. La thèse propose une modélisation de l'occupation incluant l'ensemble de ces aspects suivant une approche stochastique statistique, pour les bâtiments résidentiels et de bureaux. La construction des modèles fait appel à un grand nombre de données issues de campagnes de mesures, d'enquêtes sociologiques et de la littérature scientifique. Le modèle d'occupation proposé est couplé à l'outil de simulation thermique dynamique Pléiades+COMFIE. En propageant les incertitudes des facteurs du modèle d'occupation et du modèle thermique (enveloppe, climat, systèmes), un intervalle de confiance des résultats de simulation peut être estimé, ouvrant ainsi la voie à un processus de garantie de performance énergétique
Human behaviour is modelled in a simplistic manner in building energy simulation programs. However, it has a considerable impact and is identified as a major explanatory factor of the discrepancy between simulation results and in situ measurements. Occupants influence buildings energy consumption through their presence and activities, the opening/closing of windows, the actions on blinds, the use of artificial lighting and electrical appliances, the choices of temperature setpoints, and the water consumptions. The thesis proposes a model of occupants' behaviour including all these aspects, according to a stochastic approach, for residential and office buildings. Models' development is based on numerous data from measurements campaigns, sociological surveys and from the scientific literature. The proposed model for occupants' behaviour is coupled to the simulation tool Pléiades+COMFIE. By propagating the uncertainties of factors from the occupants' behaviour model and the thermal model (envelope, climate, systems), the simulation results confidence interval can be estimated, opening the way to an energy performance guarantee process

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Demazeux, Coralie. "Performance énergétique et qualité de l'air intérieur : quelles responsabilités des professionnels du bâtiment ?" Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM1058.

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Abstract:

Les bâtiments longtemps considérés comme des milieux clos protecteurs, font aujourd’hui l’objet d’avancées scientifiques démontrant leurs impacts climatiques, énergétiques et sanitaires. En tentant de réduire certains de ces impacts, le droit s’étoffe : des obligations juridiques sont créées. Or, l’appréhension juridique de la performance énergétique et de la qualité de l’air intérieur impacte la responsabilité des professionnels du bâtiment. Cette dernière s’inscrit dans plusieurs régimes de responsabilité en fonction de la qualité juridique de la personne qui va chercher à l’engager. Il peut s’agir autant de la puissance publique que du cocontractant des professionnels. Ainsi, la responsabilité des professionnels peut découler, de manière unique ou cumulative, de contrôles régaliens comme de la responsabilité civile, et plus particulièrement du droit des contrats. La présente thèse de doctorat vise à rechercher si les nombreux fondements et régimes de responsabilité permettent de sanctionner l’absence de respect des obligations et donc d’améliorer les qualités énergétiques et sanitaires des bâtiments
Buildings have long been considered closed-in self-protected environments. Today, however, numerous scientific innovations show how they affect climate, energy and health related issues. By trying to reduce their impact on these issues, the law is made more complex, new obligations are created. As it happens, the way the law takes into account energy efficiency and indoor air quality affects building professionals liability. This liability covers several levels of responsibility depending on the legal status of the individual looking to institute the proceedings, whether it be the public sphere or a professional cocontractant. Thus professional liablility may be a result, unique, successive, or cumulative, of state control as well as civil responsability, and more specifically of contract law. This doctoral thesis looks to determine whether the numerous foundations and levels of responsibility enable us to sanction unfulfilled obligations, thus improving buildings'energy and sanitary efficiency

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Stefanoiu, Ana. "Vers l'évaluation de la performance des bâtiments à haute efficacité énergétique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAA007/document.

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Abstract:

En France, le secteur du bâtiment est le principal consommateur d'énergie. En outre, le secteur de la maison individuelle représente environ 60% des constructions annuelles de logements. La construction des bâtiments à haute efficacité énergétique représente un grand pas vers l'économie d'énergie. Cependant, même si divers efforts sont déployés dans ce domaine, des outils et des méthodes manquent pour évaluer la performance énergétique de ces bâtiments. Cette évaluation doit permettre non seulement de comprendre les facteurs qui contribuent à cette performance mais également d'identifier les causes de la surconsommation, d’inconfort pour les occupants.Cette thèse vise à contribuer à cet objectif en proposant une approche d'évaluation de la performance énergétique d'un bâtiment. Pour cela on compare la performance réelle et la performance attendue en utilisant le monitoring et la simulation thermique dynamique. Cette approche s’appuie sur différents cas d’études dont principalement une maison individuelle, situé en un climat méditerranéen.Dans un premier temps, en phase de conception, nous utilisons des simulations thermiques dynamiques pour étudier l’impact du comportement sur les besoins énergétiques. L'objectif est d'analyser l'influence du scénario d'occupation sur le comportement du bâtiment et d'établir une plage de valeurs pour les besoins en énergie, basée sur des statistiques nationales. Le comportement du bâtiment est étudié en fonction de différents types de scénarii d'occupation, de consignes de température, de l'utilisation d’appareils domestiques et l'éclairage.Dans un second temps, l'accent est mis sur l'évaluation globale de la performance de l'enveloppe. Un test dynamique in situ innovant a été développé pour en évaluer la performance réelle. Ce test est applicable sur une période courte (de l’ordre de la journée) tout en maitrisant les débits d’infiltrations. La comparaison des résultats théoriques en régime stationnaire avec les résultats expérimentaux montre une bonne précision inférieure à 10%.Enfin, le suivi énergétique en continu des maisons performantes est étudié. Tout d’abord, des travaux sont réalisés dans l’optique de réduire le nombre de capteurs nécessaires au suivi, tout en minimisant la perte d’informations. Ensuite, une méthodologie d’instrumentation est développée et appliquée à une maison individuelle. Le suivi de cette maison a pu être étudié sur les six premiers mois de monitoring et a permis d’expliquer le comportement du bâtiment et ses consommations au regard de son usage et de faire le lien avec les prévisions faites en phase de conception
In France, the building sector is the main energy consumer. Moreover single-family houses represent about 60% of annual dwelling construction. The construction of energy efficient buildings represents a big step into energy saving. However, even though various efforts are made within this field, there is still a lack of methodologies about how to evaluate the energy performance of these buildings. The performance evaluation of an energy efficient building should allow understanding factors that contribute to its energy performance and as well as identifying the causes of overconsumption, poor indoor conditions.This thesis seeks to contribute to this field, by proposing an approach towards evaluating the energy performance of a house. This is done by comparing the real performance and the expected performance, using monitoring and building performance simulation, from design to operational phases. The energy performance evaluation approach is carried out on different cases of studies, mainly on a single-family house, situated in a Mediterranean climate.First, in the design phase, we use building performance simulation models to study the dispersions in energy use related to occupant’s behavior. The goal is to analyze the influence of the occupancy scenario on the behavior of the building and to establish a range of values for energy demand, based on national statistics. This step study the building’s behavior based on different types of occupancy scenarios, appliances and lighting use and temperature set point.Then, the focus is on the global evaluation of the envelope’s performance. Within the present thesis an innovative in-situ dynamic test is developed to assess the real envelope’s performance. This test is adapted to occupied houses (as it only takes 2 days) while controlling the infiltration air flow. The comparison between theoretical results of steady state calculation and experimental results show a good precision of less than 10%.Finally, continuous monitoring of energy efficient houses is studied. First, a work is done to reduce the number of sensors required for monitoring, while minimizing the loss of information. Then, an instrumentation methodology is developed and applied to a single-family house. The follow-up of this house could be studied during the first six months of monitoring and allowed to explain the behavior of the building and its consumption with regard to its use and to make the link with the previsions made during the design phase

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Munaretto, Fabio. "Étude de l'influence de l'inertie thermique sur les performances énergétiques des bâtiments." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2014. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01068784.

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Abstract:

Étant de plus en plus isolés, les bâtiments très performants sont très sensibles aux apports solaires transmis par les vitrages ainsi qu'aux apports internes. Dans ce contexte, l'inertie thermique peut être utile en stockant l'énergie excédentaire et en réduisant les variations de température, améliorant ainsi le confort thermique.Évaluer la performance énergétique, environnementale et le confort thermique des bâtiments nécessite des outils de simulation thermique dynamique (STD) fiables. Historiquement, les modélisateurs ont essayé de trouver un compromis approprié entre précision et efficacité. Des hypothèses simplificatrices ont alors été intégrées dans les outils STD et ont un lien étroit avec l'inertie thermique. La validité de telles hypothèses, notamment la globalisation des échanges convectifs et radiatifs GLO intérieurs, ou la distribution forfaitaire des apports solaires transmis par les vitrages nécessitent particulièrement d'être remises en questions dans le contexte des bâtiments très isolés.Ainsi, un modèle découplant les échanges convectifs et radiatifs GLO ainsi qu'un modèle de suivi de la tache solaire (modèles détaillés) ont été implémentés dans une plateforme de simulation mettant en œuvre l'analyse modale et une discrétisation par volumes finis.Une première comparaison entre les modèles détaillés et simplifiés a été réalisée sur des cas d'études du "BESTEST", intégrant aussi des résultats d'outils STD de référence au niveau international (EnergyPlus, ESP-r, TRNSYS). Un travail similaire a été réalisé sur le cas d'une maison passive instrumentée (plateforme INCAS à Chambéry) en utilisant des techniques d'analyses d'incertitudes et de sensibilité.Les résultats montrent qu'une tendance à la baisse concernant les besoins de chauffage et de refroidissement existe en ce qui concerne les modèles détaillés considérés ici. D'autre part, il semble que ces modèles détaillés ne contribuent pas à diminuer significativement les écarts entre les simulations et les mesures.

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Belaid, Kheira. "Performances de divers types d'agents viscosants dans les bétons autoplaçants pour bâtiments." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1510.

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Abstract:

Ce projet porte sur l'étude d'un béton autoplaçant (BAP), qui fait partie des bétons à haute performance. Actuellement, le béton autoplaçant est très demandé dans le marché industriel suite à sa haute fluidité et principalement à sa grande déformabilité qui lui permet de se mettre en place sans aucune vibration sous l'effet de la pesanteur. Ceci a l'avantage de diminuer la main d'oeuvre ainsi que la nuisance sonore causée par la vibration comme dans le cas des bétons conventionnels. Sa bonne capacité de remplissage lui permet de se placer même dans une structure fortement ferraillée. Par contre, le coût unitaire d'un BAP est plus élevé que celui d'un béton conventionnel. Pour palier à cet inconvénient, on peut jouer sur l'optimisation et l'efficacité des composants du BAP, notamment le liant hydraulique, les ajouts cimentaires et les adjuvants chimiques (il s'agit généralement de dérivés cellulosiques, de polysaccharides ou d'amidon modifié). Ces produits, comme les fines, ont pour rôle d'empêcher le ressuage et de limiter les risques de ségrégation en rendant la pâte plus visqueuse. Mon sujet de recherche a consisté beaucoup plus en l'étude d'une comparaison du comportement et de la performance d'un BAP préparé avec différents couples d'agents viscosants-superplastifiants. Mon béton a été formulé de telle sorte que son écoulement rhéologique soit amélioré par l'utilisation de deux superplastifiants: un polynaphtalène et un polycarboxylate combinés à cinq agents viscosants. Les agents viscosants consistent en deux polysaccharides biopolymères à base de bio-gomme ayant pour caractéristiques d'être plus pseudo-plastiques, un polysaccharide anionique, un amidon modifié et le cinquième agent est un polymère dérivé cellulosique de type HPMC. Ces cinq agents viscosants joueront un rôle important dans l'ouvrabilité des BAP en lui conférant deux conditions satisfaisantes en regard de l'industrie du béton à savoir une densité maximale à l'état durci et une bonne maniabilité à l'état frais. Ces deux conditions vont faire de lui un béton très durable grâce à sa densité maximale tout en lui procurant une bonne résistance à court et long terme, ce béton sera aussi très fluide de telle sorte qu'il pourra être utilisé pour réhabiliter ou construire des ouvrages très complexes ou à accès très difficile pour la mise en place du béton. Cet objectif va s'étendre aussi à l'évaluation des effets que vont exercer ces agents viscosants sur le comportement du béton autoplaçant du point de vue maniabilité et propriétés mécaniques. Également, d'autres ajouts cimentaires ont été incorporés dans le béton à savoir le filler calcaire. et le laitier des hauts fourneaux. Ces derniers auront aussi une influence significative sur les propriétés rhéologiques du BAP telles que la stabilité et la résistance à la compression. En effet la garantie de la performance passe souvent par la possibilité de modifier légèrement certains paramètres de composition tels que les dosages en eau ou/et en adjuvant pour tenir compte de changements incontournables tels que l'ambiance climatique. Enfin, mon projet est la continuation d'autres travaux de recherche déjà entrepris dans le mime domaine, dans le béton deux types de fillers calcaires et d'autres ajouts cimentaires tels que (cendre volante, fumée de silice, laitiers de haut-fourneau).

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Toesca, Adrien. "Evaluer les performances des bâtiments urbains passifs face aux canicules à venir." Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2023. http://www.theses.fr/2023LYO10054.

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Abstract:

Dans le contexte du réchauffement climatique, les événements climatiques extrêmes tels que les canicules seront plus longs, plus fréquents et plus intenses. Ces canicules sont amplifiées en ville par le phénomène d'îlot de chaleur urbain et risquent d’impacter une majorité de la population mondiale puisque plus de la moitié des humains sur Terre vivent dans des zones urbaines, avec une augmentation au cours des dernières décennies. Par ailleurs, en Europe les bâtiments résidentiels sont actuellement très peu équipés de systèmes de climatisation et les avantages sociaux d'une augmentation du taux de pénétration des systèmes de climatisation sont discutables. Une majorité d’humain risque donc d’être vulnérable face aux canicules à venir. Ce constat révèle la nécessité de répondre à la problématique suivante : comment évaluer les performances des bâtiments résidentiels urbains passifs pendant les canicules attendues durant les décennies à venir ? Cette thèse a consisté à définir les différents éléments d’un protocole d’évaluation permettant de répondre à cette problématique. Tout d’abord des outils de simulations pertinents ont été définis. Ces outils ont été confrontés avec des mesures in-situ réalisées à Lyon pendant l’été 2020. La confrontation révèle que les outils modélisent avec précision les ambiances thermiques intérieures des bâtiments résidentiels urbains passifs. Ensuite une méthodologie a été développée pour constituer des jeux de données météorologiques de canicules, qui soient représentatifs de la diversité des canicules que pourraient subir les bâtiments durant les décennies à venir. Des travaux de recensement bibliographiques ont été menés afin d’identifier des indicateurs pertinents pour évaluer la sensation de chaleur dans les ambiances intérieures des bâtiments. Pour finir, le protocole d’évaluation a été testé pour 4 cas d’étude situés dans la ville de Lyon. Les résultats montrent que les performances des bâtiments sont variées vis-à-vis de la diversité des canicules à venir. Certaines canicules sont problématiques puisqu’elles entraînent des sensations thermiques extrêmes à l’intérieur des bâtiments. Pour d’autres canicules, les bâtiments testés sont toujours capables d’offrir des ambiances intérieures saines
In the context of global warming, extreme weather events such as heatwaves will be longer, more frequent and more intense. These heatwaves are amplified in cities by the urban heat island phenomenon and are likely to affect a majority of the world's population since more than half of the world's people live in urban areas, with an increase in recent decades. Furthermore, residential buildings in Europe are currently very poorly equipped with air conditioning systems and the social benefits of increasing the penetration rate of air conditioning systems are questionable. A majority of people are therefore likely to be vulnerable to future heat waves. This observation reveals the need to address the following problem: how to assess the performance of passive urban residential buildings during the heatwaves expected in the coming decades? This thesis consisted in defining the different elements of an evaluation protocol to answer this problem. First of all, relevant simulation tools were defined. These tools were compared with in-situ measurements carried out in Lyon during the summer of 2020. The comparison reveals that the tools accurately model the indoor thermal environments of passive urban residential buildings. A methodology was then developed to create heatwave meteorological data sets that are representative of the diversity of heatwaves that buildings could experience in the coming decades. Bibliographic research was carried out to identify relevant indicators for assessing the sensation of heat in the indoor environment of buildings. Finally, the evaluation protocol was tested for 4 case studies located in the city of Lyon. The results show that building performances are varied with respect to the diversity of future heatwaves. Some heatwaves are problematic as they lead to extreme thermal sensations inside the buildings. For other heatwaves, the buildings tested are still able to provide healthy indoor environments

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Lupsea, Maria-octavia. "Contribution to the environmental impact assessment of buildings : numerical modelling of dangerous substances’ release to water." Thesis, Toulouse, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAT0007/document.

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Abstract:

Tous les produits de construction ou les ouvrages qui sont en contact avec l’eau de pluie, sont susceptibles de relarguer des composants chimiques potentiellement dangereux pour la santé humaine et l’environnement. Actuellement, le relargage des substances dangereuses dans l’eau est évalué essentiellement par des méthodes expérimentales - généralement des essais de lixiviation réalisées à l’échelle du laboratoire. Par ailleurs, les impacts environnementaux des produits de construction et des bâtiments sont évalués par l’approche Analyse de Cycle de Vie (ACV), réalisées à partir de données propres aux fabricants et de données génériques existantes constituées en bases de données. Or, les émissions de polluants pendant la vie en oeuvre des produits de construction sont actuellement mal prises en compte dans ces mêmes bases de données existantes et dans les méthodes utilisées pour l’évaluation des performances environnementales des produits et des bâtiments.Dans ce contexte, les objectifs de ces travaux ont été : (i) de développer une méthodologie pour l’évaluation du comportement à la lixiviation de différentes matrices de produits de construction et (ii) d’intégrer les données de lixiviation dans les méthodes ACV à l’échelle du bâtiment. La méthodologie développée pour l’évaluation du comportement à la lixiviation des produits de construction est basée sur : (1) des essais de caractérisation à la lixiviation, selon les méthodes standardisées d’évaluation répondant au Règlement Produits de Construction (RPC), (2) la modélisation et la simulation des phénomènes couplés chimie-transport à l’échelle laboratoire et vraie grandeur et (3) l’intégration des données de lixiviation, obtenues par des simulations numériques en conditions d’exposition naturelle des produits de construction, dans les méthodes ACV, aux échelles produit et bâtiment.La méthodologie proposée a été appliquée et validée sur trois produits de construction : le bois traité CBA (Cuivre - Bore - Azole), la plaque fibrociment et la membrane bitumineuse. Les comportements à la lixiviation du bois traité CBA et de la plaque fibrociment a été simulé pour des conditions naturelles d’exposition à long terme, en utilisant le logiciel géochimique PHREEQC®. Les modèles chimiques développées permettent de considérer les matrices organiques et minérales et leurs interactions avec les polluants. Les phénomènes de transport des substances ont été également modélisés. Les modèles d’émission développés (couplage chimie-transport) permettent de simuler la lixiviation dynamique des produits considérés, pour différentes conditions d’exposition. Pour la membrane bitumineuse, seule la caractérisation expérimentale a été réalisée. Les données de lixiviation obtenues lors des simulations sur la durée de vie en oeuvre des produits ont été intégrées dans les inventaires respectifs du cycle de vie (ICV) des produits. Des méthodes d’impact spécifiques ont été utilisées en association avec les inventaires enrichis pour évaluer les impacts “pollution de l’eau”, “toxicité humaine” et “écotoxicité” des produits considérés. L’ACV d’une maison simplifiée a été réalisée en utilisant le logiciel ELODIE. La méthode d’évaluation à l’échelle bâtiment consiste à intégrer les nouvelles données construites sur la base de la méthodologie développée à l’échelle produit aux autres données d’ACV à l’échelle bâtiment. La méthodologie développée au cours de ces travaux permet donc l’intégration des données de lixiviation dans les outils ACV dédiés au bâtiment
Any construction product and building undergoing contact with water during its life cycle can release chemical compounds potentially hazardous for the human health and the environment. The release of dangerous substances is presently investigated especially by experimental approaches commonly by laboratory leaching tests while the environmental impacts of construction products and buildings are evaluated by a Life Cycle Assessment (LCA) approach. The dangerous substances release during use stage of construction products (leaching behaviour) is currently very poorly represented in the existing data bases and methods for environmental assessment of construction products and buildings.In this context, the main objectives of this study were: (i) to develop a methodology for the assessment of the leaching behaviour of various construction products and (ii) to integrate the leaching data in LCA approach at building scale. The methodology developed for the assessment of the leaching behaviour of construction products is based on: (1) characterisation leaching tests at lab scale, following the horizontal standardised assessment methods for harmonised approaches relating to dangerous substances under the Construction Products Regulation (CPR), (2) modelling and simulation of coupled chemical and transport phenomena at lab and field scale, and (3) utilisation of simulated leaching data for the construction products exposed in natural condition with the LCA method for the characterization of the hazardous effect during the use stage. The proposed methodology was applied and validated on three different classical construction products i.e. CBA (Copper-Boron-Azole) treated wood, fibre-cement sheets and bitumen membranes. The leaching behaviour of CBA treated wood and fibre-cement sheets was simulated over several years under natural exposure conditions, using the geochemical software PHREEQC. The chemical models consider both the mineral and the organic matrixes and their interaction with treatmentcompounds. Mass transfer and transport phenomena were modelled. The developed coupled chemical-transport models are able to represent the dynamic leaching behaviour of the respective products in various leaching conditions. For bitumen membranes only experimental characterisation was possible. The leaching data obtained by simulation over the whole use stage of the products were integrated in the life cycle inventory (LCI) and the relevant life cycle impact assessment (LCIA) methods were applied with the enriched inventory. A simplified single-family house was modelled using a software designed to evaluate the intrinsic environmental performances of a building over its entire life cycle. ELODIE software was used in this work. The building scale assessment methodology is based on coupling the methodology developed for the product scale with the Life Cycle Assessment (LCA) at building scale. This methodology allows a proper integration of leaching data in LCA tools and answers several technical questions raised in the field

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Singh, Mahendra. "Améliorer la performance opérationnelle du bâtiment avec intégration de la gestion réactive capacités de diagnostic." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT107/document.

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Abstract:

Actuellement, l'inconfort intérieur dans les bâtiments est l'une des questions cruciales, ainsi que la consommation énergétique du bâtiment. En effet, les gens passent 60 à 90% de leur vie dans les bâtiments. Le confort intérieur est indispensable en termes de bienfaits sur la santé, la productivité et le bien-être des occupants. C'est pourquoi diverses stratégies d'optimisation fondées sur des règles, anticipatives ou prédictives ont été proposées pour atteindre le confort perçu en tenant compte de la consommation d'énergie. Dans la pratique, il existe un écart entre l'anticipation et la réalité. Habituellement, les plans anticipatifs sont synchronisés avec une période d'anticipation d'une heure et ne tiennent pas compte des différentes sources de conflits ainsi que des configurations d'enveloppes des bâtiments possibles. Il peut en résulter des conséquences négatives sur le coût et le confort. Pour résoudre ce problème, le système de gestion du bâtiment doit être conçu aussi comme réactif, de sorte à ce qu'il puisse répondre à toutes sortes de divergences par rapport au plan anticipatif, de manière réactive. Dans ce but, un système multi-échelle d'analyse de diagnostic réactif anticipatif (ARD- BMS) est proposé dans cette thèse. ARD-BMS est une gestion interne qui effectue trois actions importantes, c'est-à-dire la détection de défaut, l'isolement des causes et, enfin, les actions correctives. ARD-BMS permet ainsi une gestion réactive à court terme, à savoir 10 minutes pour analyser les tendances des défauts et la mise à jour de la dynamique du bâtiment et prendre ainsi les mesures correctives nécessaires pour maintenir le niveau de confort désiré. Cette thèse propose donc un modèle réactif à dynamique rapide simplifiée qui peut être utilisé pour estimer l'état actuel du bâtiment. Les bâtiments modernes sont un système très sophistiqué avec un grand nombre de capteurs, de contrôleurs et de CVC. La plupart des installations de construction utilisent des services prévus de maintenance préventive provenant des opérations périodiques des bâtiments. Ces problèmes imprévus puce causer des répercussions inexplicables sur le confort de l'occupant pendant le cycle de fonctionnement de 24 heures. Ces problèmes ne sont pas inadmissibles tels que les situations imprévues, les pannes de prévisions météorologiques. Le diagnostic des causes d'inconfort à court terme est encore un problème difficile au niveau de l'opération de construction intégrale. En outre, pour analyser cette situation, proposez une méthodologie diagnostique pour la détection et l'isolement des causes (fautes) dans les bâtiments. La méthodologie proposée comprend une HAZOP fondée sur les règles (analyse des risques et de l'optimisation) et une approche basée sur un modèle
Currently, indoor discomfort in dwellings is one of the crucial issues along with the building energy consumption. Indeed, people spend 60-90% of their lives in buildings. Indoor comfort plays a vital role in occupants health, productivity, and well-being. However, various optimization and rule-based anticipative or predictive building strategies have been proposed to achieve the perceived comfort taking into account the energy consumption. However, in practice, anticipation or plans are far from the reality. Usually, anticipative plans are synchronized with one-hour anticipation period and do not consider the various sources of discrepancies as well as current envelope configurations. Unbeknownst to many, discrepancies from different sources could cause big penalty over cost and comfort. To tackle this issue, building management system needs to be designed as reactive or almost with no planning so that it can respond to all discrepancies re-actively. To address this problem, a multi-scale Anticipative Reactive Diagnosing- Building Management System (ARD-BMS) is proposed in this dissertation. ARD-BMS is an internal management and performs three important actions i.e., Discrepancydetection, Cause isolation, and finally Corrective actions. ARD-BMS follow the short-time resolution i.e., 10-minute to analyze the fault trends and current the building dynamics and take necessary corrective actions to maintain the desired level of comfort. This thesis proposes a fast dynamics simplified reactive model that can be used to estimate the current status of the building. Modern buildings are very sophisticated system with a large number of sensors, controllers, and HVACs. Most of the building facilities are using a scheduled preventive maintenance services derived from periodic operations of the buildings. These preventive actions do not take into account the other inadmissible issues such as unplanned situations, weather prediction failures etc. These unplanned issues could cause unaccountable impacts over occupant’s comfort during the 24-hour operation cycle. Diagnosability of short-term discomfort causes is still a challenging job at whole building operation level. Furthermore, to analyze this situation the thesis proposes a diagnostic methodology for detection and isolation of cause (faults) in buildings. The proposed methodology includes a rule-based HAZOP (Hazard and Operability analysis) and model-based approach. Further, in order to oversee unplanned discomforts, a short-term reactive optimization has been proposed

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Rabouille, Mickael. "Recherche de la performance en simulation thermique dynamique : application à la réhabilitation des bâtiments." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENA024/document.

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Abstract:

Le secteur du bâtiment est en évolution et se doit de répondre aux problématiques environnementales actuelles aussi bien dans la construction neuve que dans la réhabilitation. La simulation thermique offre le moyen de répondre à cette problématique, mais se limite à une estimation des performances spécifiques aux paramètres qui ont été définis. Ce travail de thèse propose une méthodologie basée sur les puissances de calcul actuelles pour évaluer le comportement du bâtiment sur différentes plages de variation des entrées. Ces variations permettront, en fonction des propriétés qui leur sont attribuées, de rechercher des solutions de réhabilitation ou d'évaluer l'incertitude sur les sorties du modèle thermique. Afin de réaliser cela, des méthodes d'analyse de sensibilité performantes sont utilisées à travers un outil d'analyse spécifiquement développé pour le logiciel de simulation EnergyPlus. Cet outil permet une évaluation quasi automatique du modèle énergétique de bâtiment via : des techniques d'échantillonnage éprouvées LHS et LP-Tau, des techniques d'analyse performante pour un nombre de simulations réduit RBD-FAST et RBD-SOBOL, une gestion avancée des entrées et sorties permettant une évaluation détaillée du bâtiment, quelle que soit sa géométrie. Les techniques d'analyse de sensibilité sont employées pour proposer une vision précise des principales relations présentes au sein du modèle. Pour répondre à la contrainte du coût de calcul, la recherche de solution est réalisée à travers un méta-modèle issu d'une décomposition en polynôme de chaos. Une interface graphique utilise cette approximation du modèle complexe du bâtiment pour proposer de façon instantanée une vision claire du comportement de chaque entrée sur les sorties, ainsi que leurs tendances et les plages de variation idéales afin de choisir des solutions. Il est possible de coupler la recherche de solution à l'analyse d'incertitude afin de proposer des solutions robustes et identifier les principales raisons d'un écart entre simulation et réalité. La méthodologie des travaux de thèse encourage à l'optimisation de la compréhension du modèle plus qu'à la recherche d'une solution particulière.L'objectif de la démarche est de fournir des outils d'analyse afin d'aider l'expert dans la recherche de solution et ainsi de mettre en place des représentations graphiques qui facilitent la compréhension du système bâtiment, pour un gain en transparence et l'intégration de nombreuses contraintes de projet
The building sector is evolving and has to meet the current environmental issues in both new construction and rehabilitation. The thermal simulation provides the mean to address this problem, but the estimated performance is limited to a specific set of parameters that have been defined. This thesis proposes a methodology based on the increased computing power to assess the building behaviour on different ranges of the inputs variation. Depending on the properties allocated to them, the changes of the variations will allow to seek solutions to restore or to assess the uncertainty in the outputs of the thermal model. To achieve this, effective sensitivity analysis methods are used across an analysis tool specifically developed for the simulation software EnergyPlus. This tool allows an almost automatic evaluation of the energy model building thanks to the proven sampling techniques such as LHS and LP-Tau; the efficient analysis techniques like RBD-FAST and RBD-SOBOL in order to reduce the number of simulations; an advanced management of the inputs and the outputs for a detailed assessment of the building regardless of its geometry. The sensitivity analysis techniques are used to provide an accurate picture of these key relationships within the model. To meet the constraints of the computational cost, the search for a solution is achieved through a metamodel from a Polynomial Chaos Expansion PCE. A GUI uses the approximation of the complex model of the building to provide instantly a clear vision of the behaviour of each entry on the outputs, their trends and their ideal ranges of variation to choose solutions. It is possible to couple the search for a solution to the uncertainty analysis to provide robust solutions and identify the main reason for the gap between simulation and reality. The methodology of the PhD work promotes the optimization of the model understanding more than looking for a specific solution. The purpose of the approach is to provide analytical tools to assist the expert in the search for a solution and so, develop graphical representations that facilitate the understanding of the building system for a gain in transparency and integration of many design constraints

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Camara, Tamba. "Retour d’expérience pour l’évaluation des risques dans les bâtiments performants en zone aéroportuaire." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0124/document.

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Abstract:

Dans les pays en voie de développement, le rythme croissant de l’urbanisation entraîne un rapprochement rapide des habitations aux infrastructures des transports (aéroports, aérogares). En plus de ces constats, les conditions difficiles d’accès aux ressources énergétiques et l’inadéquation des techniques de construction avec le climat et l’environnement, les pays tropicaux doivent s’orienter vers les techniques favorisant l’utilisation du potentiel de construction durable (concepts passifs et bioclimatiques) afin de garantir les conforts (aspects acoustique et thermique) des habitants au sein des bâtiments. Le potentiel de construction durable, actuellement faiblement exploré, est très important dans ces pays. Face à ces défis, le concept de bâtiment durable est l’une des meilleures alternatives pour tisser l’harmonie entre le bâtiment et son environnement. Les techniques de construction durable passent par la connaissance parfaite du site, du climat local, les besoins de conforts (aspects acoustique et thermique) des habitants. Dans le cadre de notre contribution à ces problématiques, une étude d’évaluation de risques affectant les performances des bâtiments a été initiée. Toutefois, la majeure partie des travaux qu'on retrouve dans la littérature se focalise sur l’utilisation des approches analytiques qui s’avèrent parfois insuffisantes, en l’absence de la prise en compte des réalités pratiques. Une méthodologie d’analyse et d’évaluation des risques affectant la performance dans les bâtiments basée sur l’approche de capitalisation et d’exploitation des connaissances issues des processus de retour d’expérience est développée. Deux bâtiments tests (un bâtiment aéroportuaire et un bâtiment résidentiel du type F3B) sont choisis à Bamako afin d’appliquer la méthode d’évaluation avec le concours des experts, des techniciens du secteur du bâtiment et des usagers. Pour le premier bâtiment, l’évaluation est relative aux risques affectant la performance acoustique dans le contexte aéroportuaire tandis pour le second, elle est relative aux risques affectant la performance énergétique dans le contexte bioclimatique. L’effort se concentre sur l'identification des non qualités et des facteurs d’inconfort dont la résolution contribue à améliorer la performance acoustique, énergétique et environnementale des bâtiments. Pour ce faire, des visites de terrain (enquêtes auprès des usagers des bâtiments et interviews auprès des acteurs de la construction) ont été réalisées pour identifier d’une part les besoins et le comportement des habitants et d’autre part les techniques et les connaissances pratiques des acteurs de construction. Des fiches de questionnaires ainsi que des capteurs de mesures in situ (thermomètres, hygromètres et sonomètres) et des logiciels de traitements de données sont utilisés comme outils pour l’évaluation de risques affectant les performances sur les bâtiments tests. Des investigations sous forme de mesures in situ des paramètres (de températures, d’humidité et de niveaux de pression acoustique) respectivement à l’intérieur et à l’extérieur du bâtiment aéroportuaire et du bâtiment résidentiel du type F3B sont menées à l’aide de ces capteurs. Ces données sont ensuite traitées à l’aide des logiciels de traitements de données pour intégrer les connaissances et stratégies de construction durable. La capitalisation des informations issues de ces études sert de retour d’expérience à travers des propositions de solutions correctives et de bonnes pratiques pour la résolution des problèmes de performance (les pathologies, les dommages, et les autres dysfonctionnements) observés sur les bâtiments
In developing countries, the growing importance of urbanization is bringing housing closer to transport infrastructure (airports, air terminals). Beside these observations, the difficult conditions of access to energy resources and the construction techniques inadequacy with the climate and the environment must enable tropical countries to move towards lasting potential construction techniques and use (passive, bioclimatic concepts) in order to guarantee the comfort (acoustic, thermal) of the inhabitants within the buildings. The sustainable construction potential, poorly explored, is very important in these countries. In the face of these challenges, the lasting buildings concept is one of the best alternatives for weaving harmony between the building and its environment. Lasting construction techniques go through a perfect knowledge of the site, the local climate and the inhabitants needs of comfort (acoustic, thermal). As part of our contribution to these issues, a risk assessment study and risk factors for building performance are initiated. However, most of the literature works focuses on the analytical approaches use that are sometimes insufficient, in the absence of taking into account practical realities. An analysis and assessment of risk performance methodology in buildings based on the capitalization and knowledge exploitation approach from return experience processes is developed. Two test buildings (an airport building and a F3B type residential building) are chosen in Bamako in order to apply the evaluation method with experts’ assistance, building technicians and users. For the first building, the assessment is relative to acoustic performance risks in the airport context while for the second; it relative to energy performance risks in the bioclimatic context. The effort focuses on the identification of non-qualities and the discomfort factors whose resolution contributes to improving the building acoustic, energy and environmental performance. To do this, field visits (surveys with building users and interviews with construction stakeholders) were conducted to identify on the one hand the residents’ needs and behavior and on the other hand, the construction actors’ techniques and practical knowledge. Questionnaire forms as well as measuring sensors in-situ (thermometers, hygrometers and sound level meter) and data processing software are used as tools for the performance risks assessment on test buildings. Investigations in the form of in-situ measurements, parameters (temperature, humidity and sound pressure levels) respectively inside and outside the airport and residential building type F3B are carried out with these sensors. These data are then treated with data processing software to integrate lasting construction knowledge and strategies. The capitalization of the information from these studies serves as experience feedback through corrective solutions propositions and good practices for the performance problems resolution (pathologies, damages, and others dysfunctions) observed on buildings

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Darakdjian, Quentin. "Prédiction des performances énergétiques des bâtiments avec prise en compte du comportement des usagers." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS015/document.

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Abstract:

L’amélioration continue de la performance énergétique des bâtiments a été accompagnée par un développement d’outils numériques de plus en plus performants et précis. Alors que la prise en compte des phénomènes liés aux bâtiments, aux systèmes et à la météorologie est bien maîtrisée, le comportement des occupants est modélisé de manière très simplifiée par des scénarii répétitifs et des lois déterministes. L’impact des occupants sur les consommations énergétiques dans les bâtiments performants est pourtant majeur, comme en témoigne les écarts récurrents entre les résultats prédits et mesurés. Le travail de thèse propose, par l’intermédiaire d’une plateforme multi-agents et de modèles stochastiques, une mise à jour de la prise en compte de la présence des occupants et de leurs comportements sur la gestion des ouvrants, des dispositifs d’occultation, de l’éclairage et de la température de consigne de chauffage. Le champ d’application de la plateforme concerne les bâtiments de bureaux et de logements, pour des opérations neuves et de rénovation. Les modèles de comportement des occupants sont idéalement issus de campagnes de mesures in situ, d’études de laboratoire ou d’enquêtes sociologiques. La plateforme proposée est alors co-simulée avec le logiciel EnergyPlus, afin d’étudier l’influence des modèles sur les performances énergétiques. Dans la perspective de garantie de performance énergétique, ce travail contribue à la mise à jour et à la fiabilisation des outils de prédiction
Continuous improvement of the building energy performance is associated with the development of increasingly efficient and accurate numerical tools. While the consideration of phenomena related to buildings, systems and weather is well mastered, occupants’ behaviours are modelled in a very simplified way by repetitive scenarios and deterministic laws. The impact of occupants on energy consumption in high-performance buildings is dominant, as evidenced by the recurring gaps between predicted and measured results. The thesis demonstrates, via a multi-agent platform and stochastic models, an update on the ability to model occupants’ presence, their behaviours on windows, occultation devices, artificial lighting and heating setpoint temperatures. The application of the platform applies to office and residential buildings, for new builds and refurbishments. Occupants’ behaviour models are ideally obtained from in situ surveys, laboratory studies or sociological works. The suggested platform is then co-simulated with the EnergyPlus software, to study the influence of the models on a buildings energy performance. In the perspective of energy performance guarantees, this work contributes to the updating and reliability of prediction tools

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Assoa, Ya Brigitte. "Performances de capteurs solaires PV/T hybrides bi-fluides intégrables à l'enveloppe des bâtiments." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0007/these.pdf.

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Abstract:

Cette thèse se bas sur les projets Slar Steel (ADEME/PUCA) et Toit PV-Th (ANR-PREBAT). Son objectif est de concevoir une configuration innovante de composant Hybride multi-fonctionnel et intégrable à l’enveloppe des bâtis, basée sur la juxtaposition des fonctions de production thermique et électrique. Ainsi, ont été proposées deux configurations de capteurs solaires PV/T hybrides bi-fluides (à air et à eau) intégrables en toiture et composé de modules PV à support métallique nervuré. A l’intérieur des nervures, sont disposés des systèmes producteurs d’eau chaude. Des modèles thermiques et électriques de ces prototypes ont été développés progressivement sous TRNSYS et validés étape par étape à partir d’expérimentations menées en régime permanent puis dynamique. Ces étapes ont permis d’évaluer leurs productivités thermiques et électriques et le taux de couverture solaire des besoins énergétiques pour des configurations types afin de les comparer à la production de composants standards
This work is based on the Solar Steel program and on the PV-Th roof ANR-PREBAT program. The purpose of this work is to design a new configuration of multi-functional hybrid solar collector based on the superposition of the thermal and electric functions. Then, we proposed two prototypes of solar PV/T hybrid bi-fluids collector (air and water) which can be integrated into roof and are composed of some PV modules stuck on a ribbed metal absorber. Inside the rib, are installed hot water producing devices. Thermal and electrical models of these components have been developed gradually by the meaning of TRNSYS and have been validated step by step on the basis of experiments conducted in steady state and in dynamic state. These steps have permit to evaluate their thermal and electrical productivities and the energy needs solar coverage for various standard configurations in order to compare them to the productivity of some standard components

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Tamokoué, Kamga Paul-Hervé. "Essais sur l'économie de la performance énergétique des bâtiments dans le secteur résidentiel." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM052/document.

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Abstract:

Cette thèse de doctorat cherche à mieux comprendre certaines caractéristiques du marché de la performance énergétique des bâtiments dans le secteur résidentiel et à évaluer l'efficacité de trois interventions publiques visant à encourager la rénovation énergétique : Diagnostic de performance énergétique (DPE), crédit d'impôt pour le développement durable (CIDD) et taxation de l'énergie. Le premier chapitre de la thèse passe en revue la littérature sur la certification de la performance énergétique des bâtiments et conclut que les ménages la valorisent lorsqu'ils achètent ou louent un logement. Le deuxième chapitre présente une analyse théorique de l'impact du DPE et démontre que le DPE peut réduire ou augmenter la consommation d'énergie en fonction de l'horizon temporel et de l'hétérogénéité de la demande d'énergie dans la population. Le troisième chapitre développe une simulation basée sur le modèle susmentionné et suggère que le DPE doit être combiné avec d'autres interventions publiques pour être efficace. S'appuyant sur des données de panel françaises, le quatrième chapitre analyse économétriquement l'impact d'une augmentation du CIDD et montre qu’elle stimule significativement les dépenses pour les investissements éligibles. Le dernier chapitre analyse économétriquement comment les prix de l'énergie influent sur les décisions des ménages en rénovation énergétique et ne trouve pas de preuve statistique de l'effet d'une hausse des prix de l’énergie
This PhD dissertation aims at better understanding some features of the market for building energy performance in the residential sector and at evaluating the effectiveness of three policy interventions to encourage energy retrofit: Energy Performance Certificates (EPCs), tax credit for energy retrofit, and energy taxation. The first chapter of the thesis surveys the literature on building energy performance certification: there is strong evidence that households value building energy performance when buying or renting a dwelling. The second chapter provides a theoretical analysis of the impact of EPCs and shows that EPCs can decrease or increase energy consumption depending on the time horizon and the heterogeneity of energy demand in the population. The third chapter develops a simulation based on the aforementioned model and suggests that EPCs need to be supplemented by other policy instruments to reduce energy consumption. Relying on French micro-panel data, the fourth chapter econometrically analyzes the impact of a tax credit rate increase for energy retrofit and finds that it can substantially boost expenditures for investments targeted by the tax credit. The last chapter econometrically analyzes how energy prices affect households’ decisions to invest in building energy performance and does not find any statistical evidence of an effect of an increase in energy fuel price

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Mousseau, Sébastien. "Essais pseudo-dynamiques méthodologie et application à un bâtiment en béton à haute performance de grandeur réelle." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2001. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1169.

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Abstract:

Un bâtiment en béton armé de grandeur réelle a été construit dans le laboratoire de structures de l'Université de Sherbrooke. La méthode d'essais pseudo-dynamiques (PSD) permet de soumettre un tel type de structure à un chargement sismique pour en déterminer le comportement non-linéaire. La méthodologie de ce type d'essai et l'historique de la méthode sont décrits dans ce document. Un aperçu de la méthode pseudo-dynamique par sous-structuration est également présenté. La structure testée a été construite avec un béton à haute performance ayant une résistance spécifiée en compression de 60 MPa. Différents cas de chargements ont été étudiés pour réaliser le dimensionnement du bâtiment de deux étages. De nombreux essais sur les matériaux utilisés dans la construction de la structure ont été faits et leurs résultats ont servi à calibrer les modèles numériques. Pour réaliser les essais PSD, une caractérisation du bâtiment a été réalisée. Ainsi, des essais statiques pour mesurer la rigidité initiale du bâtiment et des essais dynamiques sous vibrations forcées à l'aide d'un excitateur à masses débalancées ont été complétés. Les essais dynamiques ont permis d'évaluer les caractéristiques dynamiques propres de cette structure. Ces résultats ont permis de déterminer les fréquences de résonance du système, les amortissements modaux et de définir les modes de résonance. La matrice de rigidité du système a été assemblée à partir des résultats des essais statiques et la matrice d'amortissement a été calculée grâce aux réponses dynamiques. La structure du logiciel servant à l'exécution des essais pseudo-dynamiques est présentée. Ce logiciel a dû être modifié pour permettre l'utilisation de plus d'un vérin hydraulique par degré de liberté. Nous avons également réalisé les premiers essais pseudo-dynamiques sur le bâtiment. Deux intensités de tremblement de terre ont été utilisées pour ces tests et les résultats préliminaires sont présentés.

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Trempe, Richard. "Réhabiliter l'enveloppe du bâtiment au Québec : impact des considérations sociales et techniques sur l'analyse de la performance." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26746.

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Abstract:

Cette étude s’intéresse à la façon dont l’enveloppe du bâtiment s’est développée au Québec depuis l’industrialisation des procédés de construction, soit vers le milieu du XIXe siècle, jusqu’à nos jours. L’étude cherche à recenser l’ensemble des critères, de nature technique, social, historique, économique ou autre, qui influencent nos façons de penser, de construire et d’entretenir l’enveloppe, et ultimement nos approches d’intervention. Ce travail comporte trois volets principaux. La première partie vise à définir le contexte de la conservation en lien avec les enjeux liés à l’enveloppe du bâtiment. Une recherche documentaire a été pas la suite réalisée autant dans des ouvrages à propension théorique que dans d’autres plus techniques, pour comprendre comment est traitée l’enveloppe, ici et ailleurs. Enfin une synthèse de l’ensemble des études devait permettre de dégager la façon dont l’enveloppe du bâtiment est comprise, diagnostiquée et traitée dans le cadre de la réhabilitation des édifices. Les résultats de ce mémoire confirment que plusieurs facteurs influencent la conception et la réalisation de l’enveloppe. Ils confirment surtout que ces facteurs sont peu tenus en compte dans la cadre actuel de la conservation. Il est souhaitable que la réflexion entamée dans ce projet de recherche puisse se poursuivre, en vue de développer un outil d’accompagnement pour les professionnels spécialisés dans ce domaine. Mots-clés : Enveloppe, identité, histoire, matériau, système, assemblage, façade, performance, conservation, réhabilitation. Envelope, enclosure, identity, history, component, system, assembly, facade, performance, conservation, refurbishment, rehabilitation.

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Fu, Sijie. "Vélocimétrie par suivi 3D de particules pour la caractérisation des champs thermo-convectifs dans le bâtiment." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4078/document.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de réaliser une étude approfondie sur la vélocimétrie par suivi 3D de particules (3D Particle Tracking Velocimetry, 3D PTV) pour l'air intérieur convective thermique. Ce travail se concentre principalement sur l'étude de la littérature, l'évaluation des performances des algorithmes de mesure de la 3D PTV, et l'étude expérimentale pour l'air intérieur convective thermique en utilisant la technologie 3D PTV. Tout d'abord, la technologie 3D PTV typique et ses principales applications précédentes pour l'étude de d'air intérieur sont examinés. Ensuite, les performances de différents algorithmes de mesure de la 3D PTV sont évalués numériquement et expérimentalement. Deux sections se compose de cette partie, on est de comparer les performances de mesure de l'algorithme de PIV typique et l'algorithme de 3D PTV, une autre est de comparer les performances des sept algorithmes complets de 3D PTV. Enfin, sur la base de l'analyse présentée dans la thèse, l'étude expérimentale de l'écoulement d'air intérieur généré par la méthode de ventilation mélange est réalisée
The objective of this thesis is to conduct a comprehensive study on 3D Particle Tracking velocimetry (PTV) for thermal convective indoor airflow. This work mainly concentrates on the literature survey, the performance evaluation of 3D PTV measurement algorithms, and the experimental investigation for thermal convective indoor airflow using 3D PTV measurement technology. First, typical 3D PTV technology and its main previous applications for indoor airflow study are carefully reviewed. Then, the performances of different 3D PTV measurement algorithms are evaluated numerically and experimentally. Two sections consist of this part, one is to compare the measurement performances of typical PIV algorithm and 3D PTV algorithm, another is to compare the performances of seven complete 3D PTV algorithms. Last, based on the analysis in the thesis, the experimental investigation for indoor airflow generated by mixing ventilation method is conducted

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Kaboré, Madi. "Enjeux de la simulation pour l'étude des performances énergétiques des bâtiments en Afrique sub-saharienne." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAA001/document.

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Abstract:

Dans les pays de l’Afrique sub-saharienne, la situation énergétique, le fort taux d’accroissement des aires urbaines, l’inadaptation des techniques de construction et le climat offrent un grand potentiel pour la démarche bioclimatique et la construction durable notamment sur le plan énergétique. Cependant ce potentiel est faiblement exploré. Pour ce faire, cela passe par une bonne connaissance du comportement des bâtiments et par leur adaptation au contexte climatique. Dans le cadre de notre contribution à cette problématique, une étude sur le comportement thermique des bâtiments est initiée grâce à la simulation. En effet la simulation des performances énergétiques du bâtiment devient de plus en plus incontournable dans les processus de conception et d’analyse des bâtiments à travers le monde. Dans ce travail les outils de simulation des performances énergétiques ainsi que les outils d’optimisation sont utilisés pour mener des investigations sur un bâtiment type construit en matériaux conventionnels au Burkina Faso suivant deux principales approches. Dans la première approche le modèle numérique du bâtiment est confronté aux mesures issues de l’expérimentation sur le bâtiment réel. Une méthodologie de calibration basée sur l’analyse de sensibilité et l’optimisation des paramètres a été appliquée pour la comparaison des résultats. Cela a permis de caler le modèle et des études diagnostiques sont réalisées. Dans la seconde approche, des investigations sur des solutions d’amélioration des performances du bâtiment sont réalisées à travers l’application de la simulation dynamique comme outils d’aide à la conception. Les techniques d’interopérabilité et d’optimisation sont utilisées pour implémenter les solutions de refroidissement passif dont les impacts sur le bâtiment étudié sont évalués. Enfin dans ce travail, des techniques d’analyse du bâtiment et des critères de performance sont utilisées pour caractériser et formuler des recommandations sur la conception des bâtiments dans notre contexte climatique
In sub-Saharan African countries, the energy context, the high urban growth, inadequate construction techniques and climate offer great potential for bio-climatic approach and sustainable construction particularly on the energy level. However, this potential and the use of passive cooling techniques are weakly explored. To do so, it requires a good knowledge of building’s behaviour and their adaptation to the climatic context. As part of our contribution to this issue, a study on the thermal behaviour of buildings is initiated by numerical simulation. Indeed the building’s energy performance simulation tools are becoming more essential in the building’s design processes and analysis. Investigations are conducted on a building built with typical materials in Burkina Faso by following two main approaches. In the first approach a model of the building is faced with measurements from field experiments on the building. A calibration methodology based on the sensitivity analysis and optimization has been applied for the comparison of results. This helped to calibrate the model and diagnostic studies are performed.In the second approach, investigations on methods which can help to improve the building performance are realized through the application building performance simulation as a design aid tool. Interoperability and optimization techniques are used to deal with passive cooling techniques and their impacts on the building thermal behaviour are assessed. Finally in this work analysis techniques and performance criteria are used to characterize and make recommendations on building designs for the tropical climate context

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Jaffal, Issa. "Vers une conception rationnelle des bâtiments à basse consommation d'énergie : méthodologie d'évaluation des performances thermiques." La Rochelle, 2009. http://www.theses.fr/2009LAROS279.

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Abstract:

Le secteur du bâtiment possède un grand potentiel de réduction de la consommation d’énergie. Un choix rationnel parmi les nombreuses solutions possibles s’avère être un problème essentiel mais complexe, nécessitant une évaluation des impacts des très nombreuses options sur les aspects performantiels du bâtiment. Ce travail propose une méthodologie d’évaluation des performances thermiques adaptée à une conception rationnelle des bâtiments. Les modèles développés allient plusieurs exigences, notamment la rapidité et la précision. Le choix des paramètres est issu d’étude des flux thermiques dans le bâtiment. La méthode est appliquée à l’évaluation des besoins de chauffage d’une maison individuelle pour trois types de climat français. Les coefficients des modèles sont identifiés avec un nombre limité de simulations dynamiques l’aide de la méthode des plans d’expériences. La meilleure précision obtenue est de l’ordre d’un dixième de kWh/m²an. Les modèles permettent d’analyser les effets des paramètres sur les besoins de chauffage et d’avoir une meilleure compréhension de l’influence des flux thermiques dans le bâtiment. L’application de la méthode à l’évaluation des besoins de climatisation et du confort thermique d’été dans un logement montre une précision du même ordre que celle obtenue avec les besoins de chauffage. Enfin, un outil prototype de choix de solutions, basé sur les modèles étudiés, est proposé. Il permet de guider le choix des solutions d’une manière évolutive à partir des performances souhaitées par les concepteurs
The building sector has a high potential to reduce energy consumption. A rational choice among the design alternatives is an essential but complex issue, requiring the evaluation of the impact of a large number of alternatives on the different performance aspects of the building. This work proposes a methodology to evaluate thermal performance adaptable to a rational building design. The developed models satisfy several requirements including speed and accuracy. The choice of parameters is derived from the study of the heat flow in buildings. The method is applied to evaluate the heating demand of a single family house for three types of French climate. The coefficients of the models are identified with a low number of dynamic simulations using the design of experiment method. The best obtained accuracy is around the tenth of kWh/m²year. The models can analyze the effect of the different parameters on the heating demand. They also allow a better understanding of the influence of building heat flow. The application of the method to evaluate the cooling demand and the summer thermal comfort in a residential apartment shows an accuracy of the same order of magnitude as the one obtained with the heating demand. Finally, a prototype tool for choosing solutions based on the studied models is proposed. It allows guiding an evolutionary choice of solutions from a desired performance of the building designers

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Montenegro, Iturra Esteban Emilio. "Impact de la configuration des bâtiments scolaires sur leur performance lumineuse, thermique et énergétique." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28011/28011.pdf.

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Dissertations / Theses on the topic 'Performances du bâtiment'

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