Dissertations / Theses: 'Sensation et confort thermique'

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Pellerin, Nicolas. "Températures corporelles et sensations thermiques : approche psychophysiologique du confort thermique dans le cas de l'habitacle automobile." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13245.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans une meilleure compréhension de la genèse de l’inconfort thermique pour des environnements hétérogènes mais stables dans le temps, permettant aux sujets de se situer au voisinage de la thermoneutralité physiologique et sensorielle. La connaissance des températures corporelles permet une étude de type psychophysiologique liant l’état thermique corporel du sujet (local et global) aux sensations thermiques (jugements perceptifs et affectifs). Grâce à l’utilisation de 2 simulateurs de conduite, 345 sujets ont pu être exposés à différents environnements thermiques, modulés par des facteurs tels que le mode de distribution de l’air, le vêtement ou le type d’activité (conducteur ou passager). Ce travail montre que la connaissance des états thermiques locaux est indispensable à l’évaluation du confort thermique dans les environnements hétérogènes. L’étude de données locales montre toutefois qu’il n’est pas possible de rendre compte d’un désagrément local à partir de la seule température cutanée de cette zone. Les perceptions locales et les désagréments locaux dépendent de l’état thermique corporel global, qui peut être évalué à partir de la température cutanée moyenne et du jugement thermique global. Dans nos conditions, le déterminisme de l’inconfort est à la fois quantitatif, le désagrément local devant être ressenti pour un certain nombre de surfaces corporelles, et qualitatif, certains segments corporels ayant un impact plus important que les autres. Une origine plutôt locale de l’inconfort froid est suggérée, par opposition au caractère plutôt global de l’inconfort chaud. Les résultats obtenus ont conduit à l’élaboration d’un indice de prédiction des risques d’inconfort thermique. Cet indice repose sur l’hypothèse qu’il existerait au niveau central un système de contrôle comparant la distribution des températures corporelles avec une cartographie de référence
This work emphasizes a better understanding of the origin of human thermal discomfort under heterogeneous but steady environments, for subjects exposed at the vicinity of physiological and sensory thermoneutrality. The knowledge of skin temperatures allows a psychophysiological study aiming at linking the body thermal state (local and total) to the thermal feelings (perceptive and affective judgments). By using 2 driving simulators, 345 subjects were exposed to different thermal environments, modulated by factors such as the air distribution in the automotive cockpit, the clothing insulation or the activity level (driver or passenger). This work shows that considering the local thermal states is essential for the evaluation of thermal comfort in the case of non-uniform environments. The study of the local data shows however that it is possible to predict local unpleasantness depend on the total body thermal state, which can be evaluated on the basis of mean skin temperature and global thermal vote. Our experimental conditions point out that the determinism of discomfort is both quantitative, the local unpleasantness being felt on a certain number of body surfaces, and qualitative, certain body segments having a more important impact than others. A local origin is suggested for cold discomfort, in opposition to the global characteristic of warm discomfort. This work led to the development of an index of thermal discomfort risk. This index is based upon the assumption that it would exist at the central level, a controlling system which could compare the skin temperature distribution to a referenced cartography

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El, Kadri Mohamad. "Modèle thermo-neurophysiologique du corps humain pour l'étude du confort thermique en conditions climatiques hétérogènes et instationnaires." Thesis, La Rochelle, 2020. http://www.theses.fr/2020LAROS006.

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Abstract:

Dans ces travaux de thèse, nous avons développé un nouveau modèle de thermorégulation du corps humain basé sur la neurophysiologie et nommé Neuro Human Thermal Model (NHTM). Il est dédié à prédire les variables physiologiques dans des environnements instationnaires et hétérogènes. De plus, ce modèle est couplé au modèle de confort thermique de Zhang pour prédire la sensation et le niveau de confort thermique des occupants dans les espaces intérieurs. Le système passif du modèle NHTM est basé sur celui du modèle de Wissler. Ce système est couplé à un système actif basé sur les signaux des thermorécepteurs. Le système passif consiste en 21 cylindres représentants les segments du corps humain. Chaque élément est divisé en 21 couches dont 15 pour les tissus et 6 pour les vêtements. Puis, chaque couche est divisée en 12 secteurs angulaires. Le modèle NHTM calcule la production de chaleur par le métabolisme, le transfert de chaleur par conduction entre les tissus et les échanges de chaleur par convection et rayonnement entre le corps et l’environnement. Le système actif calcule les mécanismes physiologiques grâce aux signaux des thermorécepteurs cutanés et centraux. Ces signaux sont calculés par le modèle de Mekjavic et Morrisson qui ont développé également le modèle de frissonnement utilisé dans le modèle NHTM. Le débit sanguin cutané est calculé par le modèle de Kingma. Par manque de données expérimentales, le modèle de sudation est basé sur l’approche du signal d’erreur des températures cutanée et centrale. Une comparaison a été effectuée entre le modèle de sudation de Wissler et celui de Fiala et al. Au vu des résultats obtenus, ce dernier a été retenu. Le modèle NHTM est en capacité de pouvoir simuler plusieurs types de populations. Pour ce faire, une analyse de sensibilité a été effectuée, grâce à la méthode de Morris, sur les paramètres des systèmes passif et actif pour déterminer les paramètres les plus influents. Ensuite, afin d’optimiser le modèle NHTM, un algorithme génétique a été utilisé pour déterminer le vecteur des paramètres qui correspond à la population des expérimentations de Munir et al. Les résultats ainsi obtenus ont été comparés aux modèles développés par différents auteurs et ont montré que le modèle NHTM est le plus performant dans la très grande majorité des cas. Le modèle NHTM a été couplé au modèle de Zhang pour pouvoir calculer la sensation et le confort thermique. Le modèle de Zhang a été choisi pour sa capacité à calculer les sensations et les niveaux de confort thermique locaux qui correspondent aux segments du corps humain dans des environnements hétérogènes. Il est aussi capable de calculer ces réponses lors des transitions thermiques. Ce modèle effectue le calcul grâce aux sorties du modèle NHTM à savoir les températures cutanées et de l’œsophage
In this thesis, we have developed a new thermoregulation model of the human body based on neurophysiology called Neuro Human Thermal Model (NHTM). It is dedicated to predict physiological variables in asymmetric transient environments. In addition, it is coupled with Zhang’s thermal comfort model to predict the sensation and the thermal comfort of the occupants in indoor spaces.The passive system of the NHTM model is based on that of the Wissler model. This passive system is coupled to an active system based on the signals of thermoreceptors. The passive system is segmented into 21 cylinders which represent the segments of the human body. Each element is divided into 21 layers, in which 15 for tissues and 6 for clothing. Then, each layer is divided into 12 angular sectors. The NHTM model simulates the heat production by metabolism, heat transfer by conduction within the tissues and heat exchange by convection and radiation between the body and the surrounding. The active system simulates physiological mechanisms thanks to signals of central and peripheral thermoreceptors. These signals are calculated by the model of Mekjavic and Morrisson who also developed the shivering model. The skin blood flow is calculated by the Kingma model. We could not develop a sweating model based on the signals of thermoreceptors since experimental data are not available. A comparison was made between the sweating model of Wissler and that of Fiala et al. and the last one was chosen.The NHTM model is able to simulate several types of population. This was done by a sensitivity analysis carried out, using the Morris method, on the parameters of the passive and active systems to find the most influential parameters. Then, an optimization of the NHTM model was done to determine the vector of the parameters which corresponds to the subjects of the experiments of Munir et al. using a genetic algorithm. The obtained results were compared to the models developed by several authors and showed that the NHTM model is the most efficient in most cases.The NHTM model has been coupled to the Zhang model to assess the sensation and thermal comfort. Zhang's model was chosen for its ability to assess local sensations and thermal comfort levels in non-uniform transient environments. Zhang’s model performs the calculation using the NHTM model outputs, namely the skin and esophagus temperatures

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Guergova, Slava. "Effets du vieillissement sur la sensibilité et le confort thermiques." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6268.

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Abstract:

L’expression de confort thermique constitue un processus cognitif intégré dépendant de la sensibilité thermique. Le système sensoriel thermique semble atteint avec l’âge, mais les effets du vieillissement sur le confort thermique restent peu connus. L’objectif de ce travail était de confirmer l’altération de la thermoception avec l’âge en explorant la dynamique des sensations thermiques, et de vérifier si cette atteinte se traduit par des jugements de confort différents. Nous avons étudié la composante dynamique des sensations thermiques par une approche psychophysique et électrophysiologique qui consiste à mesurer les temps de détection et d’adaptation et le signal d’intégration corticale de stimuli locaux chaud. Nos résultats montrent un ralentissement du traitement des informations thermiques locales avec l’âge et un signal d’intégration sensorielle différent chez le sujet âgé selon l’ambiance thermique d’exposition (neutre vs chaude). Ces résultats ont été interprétés en termes d’attente fonctionnelles des afférences C. Les effets du vieillissement sur l’expression de confort thermique étaient étudiés par une approche psychophysiologique, qui consiste à lier l'état thermique du sujet aux sensations thermiques, via des jugements perceptifs et affectifs. Nos deux expériences (en ambiance chaude et en ambiance froide) ont montré que l’exposition à un stress thermique génère chez l’individu âgé une moindre contrainte thermique ressentie et une moindre dégradation du confort, comparativement au sujet jeune. Ces différences sont probablement engendrées par une appréhension différente de l’état thermique, en raison d'une atteinte de la sensibilité thermique
Thermal comfort is an integrated cognitive process that relies on thermal sensitivity. Aging is associated with progressive decrease in thermal perception but previous studies provide no consistent results as to age effects on thermal comfort. The aim of this work was to confirm age-associated decline in thermal sensitivity by exploring dynamic aspects of thermal sensations, and to determine whether this decline influences thermal comfort in the elderly. To investigate dynamic aspects of thermal sensations in the elderly, we compared adaptation times to local thermal stimuli and the consequent brain potentials in groups of young and elderly subjects. Our results showed increased adaptation times to warm stimuli in the elderly and lower amplitude of cortical responses to thermal stimulation of the C-fibres when old subjects were exposed to slightly warm vs. Thermoneutral environment. Those results were interpreted in terms of functional impairment of C-type afferents. Furthermore, we studied age effects on thermal comfort by comparing scores on visual analogues scales in groups of young and elderly subjects when exposed to thermal stress induced by cold and warmth. Our resulted showed that, both in warm and cold environments, lower thermal stress is related to age as revealed by decreased scores of perceived thermal sensation and thermal discomfort in the elderly compared to young subjects. Functional impairment of neural fibres transmitting thermal afferent signals is thought to be underlying age-related differences in expression of thermal comfort

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Weiss, Laurent. "Caloducs souples et confort thermique : Conception, réalisation, validation." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1007.

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Abstract:

Parmi les différents systèmes de transfert d'énergie, les caloducs sont considérés les plus efficaces car ils se distinguent par leur efficacité de transfert sous un faible gradient de température. Ils présentent d'autres avantages tels que la compacité, l'absence d'entretien et une conductance thermique élevée. Les qualités des caloducs ont été utilisées pour la maîtrise de température et l'évacuation de chaleur dans des dispositifs sensibles tels que les satellites ou les microprocesseurs. D'autres applications des caloducs n'étaient pas possibles jusqu'à maintenant car certains systèmes énergétiques présentent un cahier des charges strict: souplesse des composants, légèreté, coûts. Le confort thermique est un domaine où le potentiel d'utilisation des caloducs est très élevé. Ce mémoire présente la conception de caloducs souples à eau et deux applications liées au confort thermique. Deux brevets ARMINES, déposés en 1995 et en 1998, sont à l'origine de ces travaux. Un programme informatique, nommé CALCUL, a été développé. Deux bancs d'essais ont été réalisés, un pour la qualification des chaussures équipées de caloducs et un autre pour le rafraîchissement de l'habitacle automobile. Un démonstrateur a également été conçu au Centre d'Energétique pour une étude systématique de la maîtrise de température de paroi par panneau caloduc dans un habitacle automobile.

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Abboud, Abou Jaoude Rachelle. "Développement d’une nouvelle approche d’évaluation du confort dans le contexte des véhicules électriques connectés." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLM059.

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Abstract:

Le confort thermique des conducteurs et des passagers dans les compartiments de la voiture est un sujet qui redevient d’actualité avec l'électrification des véhicules. En fait, les systèmes de climatisation et de chauffage peuvent réduire l'autonomie des véhicules électriques jusqu'à 50% dans certaines conditions. D'autre part, les modèles de représentation des personnes les plus utilisés sont encore ceux qui considèrent une personne moyenne standard. De nombreuses études ont montré les limites de ces modèles dans la prévision du confort thermique de différentes populations dans des environnements complexes. Par conséquent, si un confort thermique personnel correspondant à une consommation minimale d’énergie du véhicule est requis, il convient d’accorder une attention particulière à la compréhension de l’individualisation du modèle thermo-physiologique et à l’identification des paramètres clés ayant le plus d’influence sur le confort thermique. Une procédure d’individualisation a été exposée suivi d’une validation expérimentale du modèle personnalisé. La prise en compte des caractéristiques individuelle améliore la prédiction du modèle de 20% en moyenne
Thermal comfort of drivers and passengers inside cars compartments is a subject bouncing back to the spotlight with the electrification of vehicles. In fact, air conditioning and heating systems can reduce the battery autonomy of electric vehicles by up to 50% under certain conditions. On the other hand, the most used thermo-physiological models nowadays are still those that consider a standard average person. Many studies showed the limitations of these models in predicting thermal comfort for different populations in complex environments. Therefore, if a personal thermal comfort at minimum vehicle energy consumption is required, a deep consideration should be given to the understanding of the individualization of the thermo-physiological model and to identifying key parameters that have the most influence on thermal comfort. An individualization procedure followed by an experimental validation of the customized model is presented. Considering individual characteristics was shown to improve the model by 20% on average

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Célestine, Christian. "Ventilation naturelle et confort thermique dans l'habitat en climat tropical humide." Lyon, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISAL0035.

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Abstract:

L'importance de la ventilation naturelle dans l'habitat en climat tropical humide est mise en évidence à partir de l'analyse d es indices de confort. Une étude expérimentale sur site et en soufflerie a été réalisée. Elle a permis de caractériser les coefficients de vitesse moyenne d'une cellule d'habitation type case créole en GUADELOUPE, spécialement conçue pour ce travail. Plusieurs configurations d'ouvertures et différentes perméabilités amont et aval ont été expérimentée : On met en évidence la répartition spatiale de la vitesse intérieure et son évolution en fonction de la direction du vent incident. On propose un e fonction de corrélation linéaire entre les coefficient. De vitesse moyenne en vraie-grandeur et en soufflerie. La soufflerie apparaît donc comme un outil fiable et intéressant pour la recherche de solutions optimales pour la ventilation des locaux. D'ores et déjà cette étude a permis de dégager d es données quantitatives sur l'orientation et la répartition des ouvertures dans le cas de la case créole, habitat traditionnel à faible coût de la zone caraïbe
The influence of natural ventilation in hot humid climates is shown by the study of thermal comfort indices. An experimental approach on site and in a wind tunnel has been developed. This study allows us to propose a characterisation of indoor natural ventilation by mean velocity coefficients. Various openings, upwind and downwind permeabilities have been studied and a good agreement between real scale models and wind tunnel ones is shown. Here and now, this work gives quantitative data about orientation and openings distribution for the creole dwelling, traditionnal habitat of the Caribbean islands

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Pépin, Alexandre. "Performance énergétique et confort thermique : effet de la masse thermique, de la résistance et des matériaux de l'enveloppe." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/28242.

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Abstract:

Au Québec, la construction en bois massif pour les bâtiments de plus de trois étages gagne en popularité. Son caractère écologique et renouvelable est intéressant pour la construction de bâtiments commerciaux. Cependant, la faible utilisation de ce matériau dans le domaine commercial a suscité des questionnements par rapport au comportement thermique. Dans la présente étude, le comportement de la masse thermique a été analysé à l’aide de simulations numériques. Les variables étudiées sont les variables thermiques dynamiques, l’intensité énergétique et le confort. Deux logiciels ont été utilisés pour faire ces simulations. Le premier logiciel envisagé, e-Quest, ne s'est pas révélé pertinent pour les analyses sur l'effet de la masse thermique [1]. EnergyPlus a finalement été utilisé dans le cadre de cette étude. Les résultats ont démontré que le changement de type de masse thermique et la présence de masse thermique permettent de réduire la variation de température moyenne journalière des surfaces internes. Cette réduction atteint 27.8% (2.33°C) lorsque la construction en ossature légère de bois est changée pour une construction en béton massif de 4 W/m2-K RSI. Un constat majeur est que l’intensité énergétique varie surtout en fonction du type de masse thermique. En jumelant le type de masse thermique avec la résistance, un certain gain est obtenu en termes de réduction de l’intensité énergétique. L’épaisseur de masse thermique est le paramètre ayant le moins d’effet sur l’intensité énergétique. Les gains sont d’environ 2.5%, en combinant le type de masse thermique et l’épaisseur de celle-ci. Ce comportement peut s’expliquer par le fait que l’énergie emmagasinée dans l’enveloppe et retournée au bâtiment de façon décalée, ce qui réduit la charge de chauffage en hiver, mais génère des charges de climatisation durant l’été. La dimension du bâtiment étudié et la ventilation peuvent aussi expliquer les faibles gains observés en matière d’intensité énergétique.
In the province of Québec, massive wood buildings of three floors and more are becoming more and more popular. This material being ecological and renewable is interesting for commercial buildings. However, its use is fairly low in this type of buildings and this raises many questions related to the thermal behavior. In this study, the influence of thermal mass has been studied using numerical simulations. The variables analyzed are the dynamic thermal variables, the energy intensity and the comfort. Two programs have been used to perform the simulations. Since the simulations done using e-QUEST have not demonstrated their relevance for thermal mass analyses [1], EnergyPlus software was used to perform the simulations during this study. The results have demonstrated that the type of thermal mass change and the presence of thermal mass can reduce the mean daily temperature swing of the internal surfaces of the walls. This reduction is up to 27.8% (2.33°C) when the building type passes from a lightweight wood construction to a heavyweight concrete one with a 4 W/m2-K RSI. Another major notice is that the energy intensity principally varies in function of the thermal mass type. Coupled with the thermal resistance, this adds a certain reduction of the energy intensity. The thermal mass thickness is the parameter having the smallest effect on the energy intensity. Gains observed are around 2.5% when the modifications of the type of thermal mass and its thickness are combined. This behavior can be explained by the fact that the energy that is stocked in the envelope and returned to the building after a certain time lag reduces heating demand during winter, but generates cooling demand during summer. The size of the studied building and the ventilation system type could be an explanation of the weak gains obtained regarding the energy intensity.

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Paiva, FlÃvia Ingrid Bezerra. "VulnerabilitÃ social et Ãcologique dans fortaleza: une enquete par le confort thermique." Universidade Federal do CearÃ, 2014. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=12949.

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Abstract:

Deutscher Akademischer Austausch Dienst
Cette recherche liÃs classes de vulnÃrabilitÃ environnementale Ãtablies Ã Fortaleza avec les conditions de confort thermique interne et externe de foyers reprÃsentant les principaux types d'habitation trouvÃs dans cette ville. Pour les deux, il a ÃtÃ proposÃ d'analyser le confort thermique, composante climatique urbain comme un paramÃtre de la vulnÃrabilitÃ de l'environnement pour la ville de Fortaleza / CearÃ et vÃrifier que, selon ce paramÃtre, les pistes fermÃes comme plus vulnÃrables socialement et Ãcologiquement (par l'Ãtude menÃe par le Centre de mÃtropoles) est placÃ comme l'inconfort thermique plus. Le confort thermique a ÃtÃ analysÃ du point de vue du systÃme urbain climatique Monteiro (1976, 2003), thermo-dynamique sous-systÃme et mesurÃe selon trois indices de confort thermique. Les mesures de composantes climatiques (tempÃrature, humiditÃ et vent velociadade) ont ÃtÃ recueillis Ã l'intÃrieur et Ã l'extÃrieur de dix maisons diffÃrentes, reprÃsentant les dix premiers types rÃsidentiels municÃcio vÃrifiÃ ce dans les dix jours de conditions climatiques gÃnÃrales considÃrÃs comme des ÃlÃments standard (7, 8 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 et 17 DÃcembre 2012) en quinze heures profils de sept Ã vingt-deux heures. Les rÃsultats ont montrÃ de forts contrastes entre les conditions climatiques de composants entre les diffÃrents niveaux et les points de contraste entre les conditions internes et externes des dix rÃsidences. Enfin il a ÃtÃ constatÃ que, contrairement Ã la prÃrogative des conditions thermiques initiales de confort n'a montrÃ aucune linÃairement descrescentes plus la vulnÃrabilitÃ, mais sont dÃlimitÃes en trois groupes, avec la premiÃre (plus faible vulnÃrabilitÃ) les meilleures conditions de confort, la seconde (la plus haute vulnÃrabilitÃ) mÃdianes des conditions de confort et les tiers (vulnÃrabilitÃs moyennes) les pires conditions de confort.
A presente pesquisa relacionou as Classes de Vulnerabilidade Socioambiental estabelecidas para Fortaleza com as condiÃÃes de conforto tÃrmico internas e externas de residÃncias representativas dos principais tipos residenciais encontrados nesta cidade. Para tanto, se propÃs analisar o conforto tÃrmico, componente do clima urbano, como um parÃmetro de vulnerabilidade socioambiental para a cidade de Fortaleza/CearÃ e verificar se, segundo este parÃmetro, as faixas delimitadas como mais vulnerÃveis socioambientalmente (pelo estudo realizado pelo ObservatÃrio das MetrÃpoles) se colocaram como as de maior desconforto tÃrmico. O conforto tÃrmico foi analisado segundo a perspectiva do Sistema Clima Urbano de Monteiro (1976, 2003), subsistema termo-dinÃmico e mensurado segundo trÃs Ãndices de Conforto TÃrmico. As mediÃÃes das componentes climÃticas (temperatura, umidade e velociadade do vento) foram coletadas no interior e exterior de dez diferentes residÃncias, representativas dos dez principais tipos residenciais verificados neste municÃcio, em dez dias de condiÃÃes gerais das componentes climÃticas consideradas padrÃo (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 e 17 de Dezembro de 2012), em perfis de quinze horas, das sete Ãs vinte e duas horas. Os resultados encontrados demostraram fortes constrastes entre as condiÃÃes das componentes climÃticas entre os pontos e diferentes nÃveis de contraste entre as condiÃÃes internas e externas das dez residÃncias. Por fim verificou-se que diferentemente da prorrogativa inicial as condiÃÃes de conforto tÃrmico nÃo mostraram-se linearmente descrescentes quanto mais alta a vulnerabilidade, mas delimitaram-se em trÃs agrupamentos, apresentando o primeiro (de mais baixa vulnerabilidade) as melhores condiÃÃes de conforto, o segundo (de mais alta vulnerabilidade) condiÃÃes medianas de conforto e o terceiro (de mÃdias vulnerabilidades) as piores condiÃÃes de conforto.

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Le, Bohec Mickaël. "Contribution du rayonnement au confort thermique et aux économies d'énergie dans l'habitat." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0029/document.

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Abstract:

Pour réduire la consommation énergétique des bâtiments, les systèmes de chauffage agissant par rayonnement semblent particulièrement intéressants puisqu'ils ne nécessitent pas de chauffer l'air de la pièce pour que leur action soit perçue (moins d'énergie dépensée et moins de déperditions) et qu'jls permettent une meilleure réactivité au mode de vie des utilisateurs. De plus, des expériences réalisées au MIT ont montré que nous préférons un air frais et des murs chauds plutôt que le contraire, ce qui milite en paveur du chauffage par rayonnement. L'objectif de ce travail est de développer un outil permettant de paire le lien entre le rayonnement échangé entre un occupant et son environnement et le confort qu'il exprime vis-a- vis de celui-ci. L'étude des transferts radiatifs dans l'habitat peut se ramener a la résolution de l'équation des radiosités. Celle-ci nécessite l'évaluation de couplages géométriques entre les éléments de la scène appelés facteurs de forme. Leur obtention est particulièrement ardue, notamment lorsqu'il s'agit de tenir compte d'éventuelles obstructions. Une comparaison des méthodes numériques disponibles pour cela est proposée. Outre l'évaluation de ces facteurs, le système a résoudre est très lourd, puisque chaque surface interagit, le plus souvent, avec toutes les autres et que le nombre de nœuds mis en jeu dans la description d'une scène complexe est important. Nous présentons une méthode de résolution qui raffine le maillage d'une scène tout en construisant simultanément une représentation a différentes échelles des facteurs de forme entre ses éléments, dans le but de ne pas calculer tous les échanges a la résolution la plus fine. Elle permet ainsi de réduire considérablement le temps de calcul et rend son utilisation possible en bureau d'étude.une fois que les transferts radiatifs entre un individu, la source de chauffage et différents éléments de l'environnement sont connus, le modèle de confort de Fanger est mis en oeuvre pour déterminer si les configurations envisagées sont confortables ou non, au regard des normes en vigueur dans le bâtiment. Ainsi, nous avons pu déterminer quels types d'appareils de chauffage sont les plus susceptibles d'apporter du confort, dans diverses situations, et sans accroitre la puissance consommée
In order to reduce building's energy consumption, radiant heater seems particularly attractives because they didn't require to heat the air of the room to be perceived (less energy spent and less losses), and because they provide a better reactivity to users life rythmes. Moreover, experiences of the MIT showed that we prefer a fresh ai with warm wall rather than the opposite. The goal of the work is to develop a tool to study the link between the radiant energy exchange by an occupant with his environment and the thermal comfort express under some hypothesis, radiative beat transfers can be idealized by the radiosity equation. This one needs the evaluation of geometrics couplings between the elements of the scene called form factors or view factors. It's generally hard to get them, especially when there are obstructions. A comparison of existing numerical methods is proposed. beyond the evaluation of those factors, the algebraic system is heavy to solve because each surface interact, usually, with all the others and because the number of nodes required for the description of a complexe scene is important. We present a resolution method which refine the mesh of the scene while constructing a multi scale representation of form factors between its elements, in order to don't have to compute all the transfers at the finest resolution. This drastically reduce the computation time and allow to use this method in a industrial development process.When the radiative transfers between the occupant, heaters and differents elements of the environment are known, the thermal comfort model of fanger is used to determine if the considered env!ronments are confortable or not, according to international standards. This way, we could find which type of heaters are the most subject to provide thermal comfort without increasing energy consumption

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Bezian, Jean-Jacques. "Thermique des enceintes habitables et énergies solaires." Habilitation à diriger des recherches, INSA de Lyon, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00158153.

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Abstract:

Ce mémoire fait la synthèse de travaux que j'ai menés depuis près de 30 ans dans les domaines de la thermique des enceintes habitables et des applications de l'énergie solaire.
La thermique des enceintes habitables (habitacles automobiles, bâtiments ...) a pour principales caractéristiques des grands volumes aux formes parfois complexes, un couplage fort des trois modes de transfert de chaleur et des conditions aux limites en constante évolution. Nous présentons ici une méthode numérique originale pour construire des simulateurs performants du comportement thermique des telles enceintes soumises à un environnement météorologique réel. Les équations sont écrites sous une forme algébro différentielle, en se basant sur une méthode nodale de découpage des volumes et des surfaces. La résolution est effectuée par un solveur commercial. Quelques exemples d'application, avec des validations expérimentales, illustrent les bons résultats obtenus par cette méthodologie. Cette méthodologie a été aussi appliquée au domaine des piles à combustible, et à d'autres applications industrielles où la thermique tient un rôle important. Les actions menées dans le cadre des recherches sur les applications solaires thermiques couvrent tous les niveaux de température. À basse température, nous présentons les travaux concernant la prise en compte des apports solaires dans les bâtiments, ainsi que la problématique du chauffage des locaux et de l'eau sanitaire. À haute température, obtenue par concentration du rayonnement solaire, nous faisons un résumé des résultats obtenus au cours de l'évaluation scientifique de la Centrale THEMIS, et décrivons les travaux de recherche en cours menés pour l'amélioration des performances des procédés solaires à concentration.

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During, Hubert. "Consommations énergétiques et confort thermique des locaux chauffés : approche par les modèles zonaux." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0051.

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Abstract:

Le travail q ue nous présentons ici a été réalisé dans le cadre du groupe de Recherche sur les Émetteurs de Chaleur (GREC). Le but de ce groupe de recherche était d e caractériser, dans des conditions réalistes d e fonctionnement, l'efficacité énergétique de divers systèmes d'émission de la chaleur. Pour cela, nous avons développé un modèle zonal qui permet de prédire le comportement thermique en régime dynamique des locaux couplés à leur système de chauffage. Les différents systèmes chauffage considérés ici sont radiateur à eau, convecteur électrique, panneau radiant, plafond chauffant et plancher chauffant. Pour chaque émetteur de chaleur, il a été mis au point un modèle de comportement et régime dynamique. Quant 0 la prédiction des transferts de chaleur au sein du local, nous utilisons la méthode des différences finies pour la conduction, la méthode des radiosités utilisant la notion de facteur de forme pour les échanges radiatifs et le concept de modèle zonal pour comportement thermo-convectif. Après une comparaison des résultats donnés par le modèle avec des expér1mentations réalisées en régime permanent et dynamique, nous avons simulé plusieurs locaux. L'analyse des résultats permet de proposer des recommandations
This work was carried out in the frame of the research group on heating systems. The aim of this research group was to characterize energy efficiency of different heating systems in real conditions. In we have developed a zonal model which allows us to predict the transient thermal behaviour of various buildings coupled with different heating systems. The heating systems we consider here are : hot water radiator, electric convector, radiant panel, heating ceiling, heating floor. For each s y stem, we built a dynamic model. Concerning the floor. For each s y stem, we built a dynamic model. Concerning difference method for conduction, the radiosity method using shape factors for radiative exchanges and the zonal model concept for the therme-convective behaviour. After a comparison of the results given by the model with steady state and transient experiments we performed some buildings. The analysis of the results allowed us to give some advices

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Bedek, Gauthier. "Elaboration et conception d’une structure textile auto-rafraichissante." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10191/document.

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Abstract:

L’objectif de cette étude est de concevoir une structure textile auto-rafraîchissante. Le premier objectif consiste à définir le cahier des charges du produit. Après un état de l’art sur l’ensemble des technologies existantes, il a été mis en évidence qu’aucune ne correspond à la définition de textile intelligent auto-rafraichissant. Après une réflexion sur la cette notion, il a été proposé de développer une étoffe absorbant l’énergie du corps lors de l’apparition des phénomènes évaporatoires cutanés.Après une étude sur l’ensemble des matériaux à stockage d’énergie, il a été étudié les propriétés physico-chimiques des matériaux absorbant l’énergie par dissolution avec l’eau. Parmi ceux-ci les polyols, et en particulier le xylitol a été retenu pour être intégré au sein d’une matrice textile. A partir des propriétés particulières du xylitol, il a été mis au point une méthode d’encapsulation par polymérisation interfaciale visant à la formation d’un réseau de poly(urée-uréthane). Ainsi, il est proposé de protéger le xylitol par une membrane microporeuse assurant les transferts d’humidité et bloquant l’actif. L’étude de l’influence des paramètres de synthèse montre qu’il est possible de modifier à la fois la morphologie, la structure chimique, et le taux d’actif encapsulé. Il a été retenu une synthèse de microcapsules possédant une enthalpie de dissolution à 35°C de 124,5 J.g-1.A partir du mode de transfert particulier des microparticules vis-à-vis de leur environnement, celles-ci sont greffées sur différentes matrices textiles. La mesure de l’enthalpie de dissolution par calorimétrie de mélange a mis en évidence l’action de l’actif lors de la présence d’eau. De plus, la modélisation physiologique a permis d’apporter des données plus précises sur le comportement de l’étoffe vis-à-vis des réactions thermophysiologiques engagées. L’ensemble de ces résultats visent à prouver l’efficacité du refroidissement sur la sensation thermique en environnement chaud ou lors d’une activité intense
The objective of this study is to design a self-refreshing textile structure. The first objective is to define the specifications of the product. After a state of the art on all existing technologies, it was revealed that none can correspond to the definition of a self-refreshing smart textile. It is proposed to develop an energy-absorbing material of the body at the onset of cutaneous evaporative phenomena.After a study of all materials which can store energy, it is studied the physico-chemical properties of materials absorbing the energy by dissolution with water. Among these polyols, especially xylitol is selected to be integrated within a fabric. From the properties of xylitol, it is developed a process of encapsulation by interfacial polymerization to form a network of poly (urea-urethane). Thus, it is proposed to protect xylitol by a microporous shell that ensures the transfer of moisture. The influence of synthesis parameters shows that it is possible to alter both the morphology, chemical structure, and the rate of encapsulated xylitol. He is chosen a synthesis of microcapsules having an enthalpy of dissolution at 35 ° C of 124.5 J.g-1. From the mode of transfer of particular microparticles against their environment, the microparticles are grafted onto different knitting fabrics. The measurement of the enthalpy of mixing with water revealed the action of dissolution. Furthermore, physiological modelling has led to give us precise data on the behaviour of the material against thermophysioloy reactions. All these results are intended to demonstrate the effectiveness of cooling on thermal sensation in hot environment or during intensive activity

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Esqueda, Merino Donovan Manuel. "Contrôle/Commande avancé pour l'optimisation du confort thermique d'un véhicule électrifié." Phd thesis, Supélec, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00969132.

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Abstract:

Dans cette thèse nous développons des structures de supervision permettant de définir des consignes optimales pour des actionneurs thermiques, ainsi que des stratégies de commande appropriées pour le pilotage d'une pompe à chaleur (PAC). Pour répondre à ces objectifs, plusieurs étapes ont été réalisées :- Modélisation orientée commande d'une PAC réversible, des thermistances, et de l'environnement permettant de les lier à l'intérieur de l'habitacle. Des modèles physiques ont été définis et intégrés dans une plateforme du type Model-in-the-Loop pour permettre a posteriori la validation des stratégies de commande et d'optimisation. - Commande d'une PAC. La linéarisation du modèle de PAC autour de certains points de fonctionnement a permis le développement de la commande de l'actionneur principal. La structure de commande proposée permet de prendre en compte, en boucle fermée, des contraintes d'état et d'entrée du système. Les performances de cette structure ont été analysées en considérant successivement des régulateurs principaux de type PI et Hinf. Enfin, des algorithmes réalisant le pilotage d'un actionneur secondaire du système ont été également proposés. - Optimisation des actionneurs thermiques. L'utilisation combinée de thermistances et de la PAC présente des avantages en termes de réduction de la consommation énergétique et/ou du maintien de la puissance thermique demandée dans des conditions aux limites de fonctionnement. Le problème d'optimisation a été résolu en deux temps : des solutions hors-ligne ont été obtenues par résolution d'un problème mixte en nombre entier avec modèle prédictif, puis utilisées pour déduire des stratégies embarquables sur le véhicule.

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Thellier, Françoise. "Modélisation du comportement thermique de l'homme et de son habitat. Une approche de l'étude du confort." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 1989. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00993580.

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Abstract:

la modélisation de l'habitat ne peut plus se limiter à la détermination des paramètres physique d'une ambiance, mais doit s'étendre à l'étude de leurs effets sur le corps. Un modèle mathématique de thermorégulation humaine a été inséré dans le logiciel de simulation de l'habitat TRNSYS. il fournit des données caractérisant l'état thermique global et local du sujet (température depeau, ..) et des réactions physiologiques ( sudation, frissons, ...). La détermination des grandeurs physiques permet une analyse des interactions entre l'habitant et son habitat dans des situations complexes, en vue d'une approche de l'étude du confort thermique et/ou des inconfort locaux.

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Rouleau, Jean. "Exploration in-situ et numérique de la consommation énergétique et du confort thermique des bâtiments résidentiels en bois." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/34439.

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Abstract:

Plus du tiers de l’énergie consommée et des émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère sont causées par le secteur du bâtiment. Ce dernier joue ainsi un grand rôle dans la lutte au réchauffement climatique et il est impératif d’améliorer son efficacité énergétique, ce qui demande une excellente compréhension du comportement thermique des bâtiments. Les outils de simulation énergétique de bâtiments sont fort utiles à cet effet, mais il y a malheureusement souvent des écarts observés entre la consommation réelle d’un bâtiment et ce qui était attendu. Étant un aspect fort probabiliste de l’opération d’un bâtiment, le comportement des occupants est difficile à représenter fidèlement lors des simulations de bâtiments. Or, vu le grand impact que les occupants ont sur la performance d’un bâtiment, il est essentiel d’avoir une représentation viable de cet aspect de la simulation. L’objectif de cette thèse est d’analyser les dessous de la consommation énergétique des bâtiments résidentiels en bois à haute performance énergétique en se concentrant principalement sur le rôle joué par les occupants. Cette thèse se base sur le suivi détaillé d’un bâtiment de logements sociaux présentement en opération. Des pistes de solutions sont proposées dans le but d’améliorer davantage la performance des bâtiments à faible consommation énergétique. Dans un premier temps, la consommation énergétique du bâtiment étudié est analysée de fonds en comble afin de comprendre pourquoi le bâtiment a besoin d’énergie. Cette évaluation expose de grandes variations de consommation énergétique et de confort thermique entre les logements. Cette grande variabilité n’est pas explicable ni par les différentes orientations et position des logements, ni par le nombre d’occupants dans les logements; les données montrent le grand effet que les gens peuvent avoir sur la performance de leur logement par les gestes qu’ils posent. Des modèles de régression linéaire sont formés à partir des données mesurées et quantifient l’impact de différentes variables sur la demande en chauffage en hiver et sur la température intérieure des logements en été. La température intérieure du bâtiment est un enjeu important puisque de la surchauffe est présente durant la saison estivale. La forte isolation et la grande étanchéité de l’enveloppe du bâtiment contribue à cette surchauffe en empêchant les transferts thermiques entre les environnements intérieur et extérieur. L’écart de performance énergétique du bâtiment étudié est également abordé. Il est montré que pour cette étude de cas, l’écart est principalement par une mauvaise représentation du comportement des occupants dans le modèle numérique du bâtiment. Un modèle stochastique simulant le comportement des occupants dans les bâtiments résidentiels est développé à partir de modèles déjà existant. Cet outil simule à la fois la présence des occupants dans leur logement, leur consommation d’eau chaude et d’électricité, ainsi que leur comportement vis-à-vis le contrôle des fenêtres. Les profils générés sont cohérents entre eux (il ne peut pas y avoir de consommation d’eau chaude si personne n’est présent) et considèrent la diversité inter-ménage du comportement des occupants. La portion traitant du contrôle des fenêtres est construite à partir des données mesurées au bâtiment étudié alors que ces données ont plutôt servies à guise de validation pour les autres parties du modèle. Cette validation montre les bienfaits des modifications apportés aux modèles déjà existants. Des simulations sont par la suite effectuées pour quantifier l’impact des occupants sur la performance énergétique des bâtiments résidentiels. Ces simulations se basent sur l’outil stochastique du comportement des occupants développé durant cette thèse. Les résultats montrent que la demande en chauffage d’un logement, sa consommation totale d’énergie et son confort thermique sont très sensible aux gestes posés par les occupants. Un modèle de régression linéaire est également construit à partir des résultats de simulation pour mesurer l’influence des divers paramètres. Un bâtiment à plusieurs unités logements est moins robuste au comportement des occupants qu’une maison unifamiliale, mais les résultats suggèrent qu’il demeure difficile de prévoir avec exactitude la performance d’un bâtiment multirésidentiel si l’aspect stochastique du comportement des occupants est négligée. L’utilisation de profils plus précis du comportement des occupants peut aussi améliorer le dimensionnement des systèmes mécaniques, notamment les systèmes d’eau chaude.
Over a third of energy use and greenhouse gas emissions are related to the building sector. As part of global efforts to combat climate change, it is essential to ensure high energy efficiency of buildings. Doing so requires a deep understanding of the thermal behavior of buildings. Building performance simulation is very useful in this regard, but it is frequent to observe discrepancies between the predicted and real energy consumption levels. Occupant behavior is very influential on the energy performance of a building, so it is essential for it to be accurately represented during building simulations. The objective of this thesis is to analyze and explain the consumption of energy in high-performance wood residential buildings by focusing on the importance of occupant behavior. This thesis relies on the monitoring of a social housing building. Potential solutions are proposed to further improve the performance of low energy consumption buildings. First, the energy consumption of the monitored building is studied in order to understand why the building requires energy. This analysis exhibits the great dwelling-to-dwelling variability of energy consumption and thermal comfort. This variability is not explainable by the various orientations and positions of the dwellings or by the different household sizes. This shows the great impact that actions taken by people at home can have on the performance of their dwelling. Linear regression models are created from the collected data to quantify the influence of multiple variables on the heating demand in winter and on the indoor temperature in summer. Indoor temperature represents an important issue since overheating is present in the building during the summer. The high insulation and air tightness of the building envelope contributes to overheating by preventing heat transfer between the indoor and outdoor environments. The energy performance gap of the building is also covered. It is demonstrated that for the case study building, the gap is mainly due to an inaccurate representation of occupant behavior during building simulations. A stochastic model that simulates occupant behavior in residential buildings is developed from already existing models. This tool simultaneously simulates occupancy, hot water and electricity consumption and window control behavior. Generated profiles are coherent with each other (there cannot be hot water consumption when no one is present at home) and consider the dwelling-to-dwelling variability of occupant behavior. The window control part of the model is built from the data coming from the monitored building whereas the data is instead use to validate the other parts of the model. The validation shows the benefits of the modifications brought to the original occupant behavior models. Building simulations are then performed to assess the impact of occupants on the energy consumption and thermal comfort of residential buildings. These simulations are based on the stochastic occupant behavior tool develop in this thesis. Results display that the heating demand of a dwelling, its total energy use and its thermal comfort are all highly sensitive to occupant behavior. A linear regression model is also built from simulated data to evaluate the influence of various parameters. The energy performance of large housing stocks is more robust with respect to occupant behavior, but the results suggest that it remains difficult to forecast with great accuracy the performance of a multiresidential building if stochastic aspects of occupant behavior are neglected. Use of more accurate occupant behavior profiles can also improve the sizing of HVAC systems, particularly of hot water systems.

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Brun, Adrien. "Amélioration du confort d'été dans des bâtiments à ossature par ventilation de l'enveloppe et stockage thermique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00652449.

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Abstract:

Depuis quelques années, d'importants efforts ont été réalisés sur l'amélioration de la performance énergétique des bâtiments qui représentent le premier poste de consommation énergétique en France. Les exigences de la nouvelle réglementation thermique 2012 illustrent bien ces évolutions avec une consommation conventionnelle d'énergie primaire comprenant l'ensemble des postes (chauffage, climatisation, éclairage, ventilation, eau chaude sanitaire), déduction faite de l'électricité produite sur place, qui devra être inférieure à 50 kWh.m2.an-1 d'énergie primaire. La réponse à cette nouvelle exigence se fera par l'adoption de technologies constructives conduisant à une consommation pour le chauffage équivalente aux constructions dites " passives " (environ 15 kWh.m2.an-1) et dont le recours à la climatisation est limité voir inexistant. Il s'agit pour cela de limiter toutes les contributions à l'échauffement du bâtiment et éventuellement de lui adjoindre un système de rafraichissement à coefficient de performance élevé. Après avoir montré par l'exemple qu'un bâtiment à ossature à faible inertie en métropole, par sa capacité de stockage thermique limitée, est prédisposé à des problèmes de surchauffe, nous avons construit cette thèse autour de deux axes d'amélioration, dédiés aux constructions à ossature, que sont : - La limitation des charges solaires transmises au travers de l'enveloppe en faisant appel à une spécificité des constructions à ossature qu'est la présence d'un espace naturellement ventilé en sous-face du parement extérieur que nous utiliserons afin d'extraire une partie des charges solaires incidentes; - Le couplage de ces bâtiments " légers " à un échangeur air/masse qui contient l'inertie nécessaire au maintien des conditions de confort estivales lorsque la réduction de température nocturne le permet. Basée sur une approche numérique et expérimentale en vrai grandeur et en conditions réelles, nous proposons d'aborder tour à tour chacune de ces stratégies d'amélioration du confort qui trouvent leurs applications aussi bien en climat chaud et sec qu'en climat tropical.

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Thellier, Françoise. "Modelisation du comportement thermique de l'homme et de son habitat : une approche de l'etude du confort." Toulouse 3, 1989. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00993580.

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Abstract:

Un modele mathematique de thermoregulation humaine, cree par j. A. J. Stolwijk, a ete insere dans le logiciel de simulation de l'habitat trnsys. Diverses modifications ont du etre apportees pour prendre en compte les vetements et affiner le calcul des echanges thermiques entre un individu et son environnement, en particulier pour les echanges radiatifs. Cet outil complet est valide par confrontation avec des donnees generales issues de la litterature et des resultats d'experiences realisees par des physiologistes. Il fournit des donnees caracterisant l'etat thermique global et local du sujet (temperature et mouillure cutanee) et ses reactions physiologiques (sudation, frissons, vasomotricite)

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Benalia, Atallah. "Contribution à la modélisation et la commande robuste du confort thermique au sein d'un habitacle automobile." Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112016.

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Abstract:

L'étude que nous présentons ici, se situe dans le cadre d'un projet lancé au sein de Valeo et qui porte sur la modélisation et la commande du confort thermique des passagers d'un habitacle automobile. Les problèmes auxquels nous nous intéressons sont décrits comme suit: -La modélisation: pour la conception des commandes avancées robustes assurants le suivi des trajectoires, il nous faut des modèles simples pour aboutir à des commandes implémentables et assez précis pour avoir une bonne estimation du confort thermique. La commande: à partir des modèles développés dans la première partie, concevoir des commandes garantissant le suivi des trajectoires et suffisamment robustes par rapport aux variations paramétriques. La première partie de cette thèse porte sur la modélisation du confort thermique des passagers dans l'habitacle automobile. Pour aboutir à cette estimation à partir des grandeurs mesurées, nous avons associer, à ce modèle, un modèle aéraulique et thermique de l'appareil de climatisation ainsi qu'un modèle thermique (dynamique) de l'habitacle automobile. La deuxième partie est à la fois une contribution à la commande des systèmes non linéaires soumis à des saturations des entrées et une application de l'automatique moderne pour la commande robuste du confort thermique des passagers. Dans un premier temps, nous avons développé une nouvelle méthode permettant de générer et de suivre les trajectoires des systèmes non linéaires dont les entrées sont limitées. L'idée de base est de reparametrer le temps de plannification pour répondre aux contraintes de la commande. Nous avons montré dans ce cadre que la génération de trajectoires des systèmes non linéaires sous contraintes sur les entrées est transformée en la résolution d'un système linéaire contraint. Dans un deuxième temps, nous avons développé trois types de commandes du confort thermique des passagers: la commande linéarisante entrée-état, la commande Backstepping et la commande par mode glissant. Nous avons constaté que la commande linéarisante entrée-état ne présente pas des propriétés de robustesse par rapport aux variations paramétriques. Les deux autres type de commande présentent de très bonnes propriétés de robustesses. Néanmoins, la commande à mode glissant présente l'avantage d'être plus simple et donc plus adapté pour l'implémentation en temps réel
The study which we present, here, is within the framework of a project launched within Valeo and which Concern the modelling and the control of the thermal comfort of the passengers of a car cockpit. The problems in witch we are interested are described folows : -The modelling: for the conception of advanced controls asssuring the task of tracking the trajectory, we need, on the one hand, simple models to have a simple control and, on the other hand, good models to have a good estimation of the thermal control. -The control: from the models developed in the first part, we develop controls who insure the trajectory tracking in the présence of parametric errors. The first part of this thesis concerns the modelization of the thermal comfort inside the car cockpit. To achieve the comfort estimation only from the measurements, we have associated to the comfort model an aerothermic models of the HVAC and a dynamic thermal model of the car cockpit. The second part is at the same time a contribution to the control of nonlinear systems subject to inputs saturation and an application of modern controls to achieve a robust trajectory tracking of the thermal comfort. At first, we developed a new method to generate and track trajectories of nonlinear systems subject to inputs constraints. The basic idea is to change the time parametrization. We show, in this case, that the generation of the trajectory is equivalent to solving a linear systems subject to input constraints. In a second time, we developed three kinds of controls in order to achieve the comfort trajectory tracking : input to state linearization, backstepping and sliding mode. We observes in this study that the input to state linearization method is not robust to parameter variations. The two other type of control presented very good robustness properties. However, the sliding mode has the advantage to be more simple and more adapted for real time implementation

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GALEOU, MARIA. "La sensation thermique de l'homme dans son habitat : des grandeurs physiques et physiologiques aux sensations." Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30158.

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Abstract:

En plus des caracteristiques thermiques de l'ambiance, la modelisation actuelle des batiments doit prendre en compte l'occupant, non seulement dans ses reactions physiologiques, mais aussi dans ses reponses sensorielles a son environnement thermique. Ceci permettra, notamment, une gestion energetique optimisee, basee sur la perception de l'ambiance et non sur l'ambiance elle-meme. Le logiciel presente dans ce travail (trim) essaie de repondre a cette necessite: il donne la sensation thermique globale ou locale d'un individu dans un environnement bati. L'idee de base de ce logiciel est l'exploitation des relations, trouvees dans la bibliographie, entre les variables physiques, caracterisant l'ambiance et physiologiques caracterisant l'individu et les jugements sensoriels, exprimes par celui-ci. Ceci a necessite une recherche bibliographique exhaustive, afin d'organiser des tableaux de valeurs de ces variables, qui correspondent aux sensations thermiques, exprimees dans une echelle allant de 3 tres froid a +3 tres chaud. Trim compare la valeur d'entree des variables physiques et physiologiques a ces tableaux de reference, tout en prenant en consideration les couplages eventuels entre les diverses variables. Il peut fonctionner comme programme independant ou commune un processeur du logiciel general de batiment trnsys. Les resultats de validation par des experiences (non utilisees pour l'edition des tableaux de reference) sont satisfaisants. Ce logiciel, en plus de la systematisation d'un nombre tres important d'informations bibliographiques, permet la prediction detaillee des reponses thermosensorielles de l'homme, surtout au niveau local (main, tete, etc. ). Il constitue un outil de travail interessant pour la determination des sensations thermiques de l'individu, et unique lorsque la connaissance des sensations locales est necessaire

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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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TALMATAMAR, TAHAR. "Contribution a l'etude du confort thermique : etude theorique et experimentale des protections solaires interieures a lames verticales." Evry-Val d'Essonne, 1993. http://www.theses.fr/1993EVRY0008.

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Abstract:

La presente etude developpe un code de calcul qui permet une caracterisation du comportement thermique des protections solaires a lames verticales soumises a un ensoleillement et l'efficacite de ce type de stores. Un modele a ete mis en uvre permettant d'evaluer les differentes proportions du rayonnement solaire transmis, absorbe et reflechi par les lames. Ces proportions sont determinees en fonction de l'orientation des lames, de leurs caracteristiques geometriques et thermophysiques et de l'azimut des rayons solaires par rapport a la paroi vitree. La methode est caracterisee par le suivi du rayonnement solaire traversant le vitrage et tient compte des differentes reflexions entre les lames et la vitre d'une part, et entre deux lames successives d'autre part. Le modele tient compte des deux reflexions ideales, diffuse et speculaire, a la surface des lames. L'experimentation est effectuee a l'aide d'une enceinte equipee d'une paroi vitree associee a la protection solaire. La modelisation thermique de l'enceinte a permis d'acceder aux temperatures des elements de la cellule test. La confrontation des resultats simules et experimentaux a permis la validation du modele. Ensuite, nous calculons le facteur solaire de la baie vitree qui caracterise l'efficacite de la protection solaire a chaque instant. Les resultats de ce travail permettent d'envisager une optimisation de la protection solaire moyennant une variation en continu de l'orientation des lames pour un meilleur confort thermique

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Raffenel, Yoann. "Optimisation du contrôle thermique dans une habitation multi sources." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2008. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T2174_yraffenel.pdf.

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Abstract:

En France, le secteur du bâtiment est responsable d’un cinquième de la consommation énergétique nationale. Les différentes Réglementations Thermiques (RT 2000, RT 2005, RT 2010), visent à réduire la consommation énergétique globale du secteur du bâtiment de 40% par rapport au niveau de 1990. La Recherche s’est emparée du thème de la réduction de la consommation énergétique depuis longtemps déjà, et la communauté de la thermique du bâtiment a déjà développé un grand nombre de solutions. Deux grandes familles de solutions peuvent être distinguées : les solutions sur l’architecture des habitats, les matériaux qui le composent, l’isolation, afin de diminuer les besoins énergétiques du bâtiment, et les solutions sur le développement des énergies renouvelables, ces systèmes capables de produire localement tout ou partie de l’énergie nécessaire au bâtiment sans émettre de gaz à effet de serre. Le but de ce travail est d’étudier les apports de l’automatique sur la réduction de la consommation énergétique dans le bâtiment, en particularité lorsque celui-ci se complexifie en intégrant un grand nombre de solutions évoquées précédemment. Dans l’objectif à long terme de parvenir à l’élaboration d’une intelligence artificielle capable de gérer l’ensemble des flux énergétiques dans un bâtiment, l’étude s’est particulièrement concentré sur la dépense énergétique importante que constitue le chauffage du bâtiment. Celle-ci demeure encore en moyenne la principale dépense énergétique. Nous avons ainsi conçu un contrôleur de chauffage basé sur des techniques basées sur la modélisation du procédé, ce qui est totalement différent des méthodes commercialisées, même les plus avancées. La première étape du travail consiste à choisir les modèles utilisés pour le bâtiment et ses systèmes énergétiques. Il existe un grand nombre de solutions de modélisation du bâtiment, la tâche consiste à choisir les modèles les plus appropriés dans le compromis entre précision et simplicité d’utilisation. Une modélisation de différents appareils électriques a également été développée pour l’occasion. La seconde étape est la conception du contrôleur en lui-même. Son objectif est double : assurer le confort thermique et minimiser la consommation énergétique. Après avoir défini plus clairement la notion de confort thermique et la façon dont celui-ci serait considéré par le contrôleur, la conception est effectuée en quatre sous-étapes. Durant la première, une trajectoire idéale de température est calculée afin de minimiser la consommation énergétique pendant les périodes d’inoccupation dans le bâtiment. Une fois la consigne calculée, une structure de commande intégrale est calculée au moyen d’une méthode de calcul de type « commande optimale ». Troisièmement, une méthode basée sur la résolution d’un problème de déconvolution est introduite pour estimer les différentes contributions non maîtrisées auxquelles est soumis le bâtiment afin d’en compenser plus efficacement les effets. Enfin, un compensateur anti windup est ajouté afin de prendre en compte les spécificités que comportent les actionneurs de chauffage. La dernière étape de ce travail a été le test et la validation du contrôleur développé en simulation sur quatre bâtiments différents de par leur architecture, leur comportement thermique et les systèmes énergétiques contenus. Les résultats se sont montrés très intéressants, puisque comparé à des solutions classiques de régulation fournissant des qualités de confort équivalentes, les économies d’énergies sont au moins égales à 10 %
In France, the building sector is responsible for a fifth of the national energy consumption. A serial of successive official thermal rules are adopted every five years in order to achieve in 2020 the reduction by 40% of the consumption level of 1990. Research has already started working on the reduction of energy consumption in buildings for a long time and many solutions have already been designed. These solutions can be separated in two categories. The first one regroups the solutions based on the improvement of the architecture, the structure, the insulation or the materials in the building. The goal of these solutions is to reduce the energy need of the building. The second category regroups the design and improvement of renewable energies. These systems allow the local production of a part of the energy needed by the building without greenhouse gases emissions. The goal of this work is to design new solutions based on automatic control, especially when buildings are getting even more complex integrating the mentioned solutions. With the final goal of designing a global artificial intelligence able to control and optimize each energy flux in a building, the study focused on the regulation of the space heating process. This energy consumption remains indeed the main consumption in most of the French residential buildings. We designed a space heating controller using model based automatic control methods, which differs from the usual commercialized controllers. The first step of the work consists in choosing the right model for the building and its energy systems among the numerous modelling method designed by the thermal science community. The model will be a trade-off between accuracy and using easiness. A modelling of several electric appliances was realized for the occasion. The second step is the design of the controller itself. Its objective is to ensure the thermal comfort while minimizing the energy consumption. Once we had more exactly defined the comfort concept and the way it is taken into account by the controller, this one was designed in four stages. First, an ideal temperature set point trajectory is calculated using optimal control in order to minimize the energy consumption when the building is unoccupied. Second, an integral control structure is calculated also with optimal control techniques. Third, the uncontrolled contributions to the building (solar radiations, external temperature…) are estimated with the introduction of a deconvolution problem solved by stochastic methods. Finally, an anti windup compensator is added in order to take into account the specifications of space heating actuators. The last step of this work was the testing of the controller in simulation. It was tested in four buildings, all different in their architecture, their inertia and the energy system they were using. The results were very interesting since in comparison with usual methods providing the same comfort level, the energy saving obtained is at least 10%

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Bourlart, Rémi. "Optimisation aéraulique, thermique et acoustique des systèmes aéronautiques de distribution d’air basse pression : amélioration du confort des passagers et réduction d’encombrement." Orléans, 2006. http://www.theses.fr/2006ORLE2053.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est de réduire l’encombrement, la masse mais aussi les défaillances (des points de vue aéraulique, thermique et acoustique) des systèmes aéronautiques de distribution d’air basse pression, assurant la pressurisation et la climatisation de l’avion, en vue notamment de satisfaire le confort des passagers. Une première partie est consacrée à l’étude du mélangeur de l’Airbus A340-600, organe central d’alimentation de tous les réseaux basse pression de l’avion participant à sa régulation thermique. Quelles que soient les conditions aux limites, les mouvements tourbillonnaires de « swirl » présents dans le mélangeur sont caractérisés par un régime d’écoulement à symétrie hélicoïdale gauche. L’interaction entre un tourbillon principal avec des structures tourbillonnaires stationnaires en proche paroi est principalement responsable de la qualité des mélanges thermiques en sortie du dispositif. La compréhension des écoulements internes au mélangeur a permis par la suite d’optimiser son encombrement en imposant un régime d’écoulement spécifique, ou en modifiant ses caractéristiques géométriques. Une étude paramétrique d’un dispositif d’injections d’air chaud par tube piccolo est effectuée dans une deuxième partie au moyen d’un code de calcul CFD. Ce dispositif, connecté au mélangeur, assure la régulation thermique de la cabine. Les effets du sillage du tube piccolo et des interactions entre les jets sur les propriétés du mélange avec l’écoulement principal froid sont analysés en fonction des différents paramètres de l’étude. Enfin, des solutions d’atténuation des ondes sonores générées entre autres par les dispositifs à l’origine de la régulation thermique de l’avion (le mélangeur et les injecteurs) sont analysées dans une dernière partie. Une progression de diaphragmes en canalisation, assurant des atténuations moyennes, ou encore le couplage de résonateurs concentriques avec un diaphragme, impliquant des transmissions minimales mais générant en contrepartie des auto oscillations, sont proposés et étudiés.

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Laforgue, Pierre. "Modélisation visuelle et thermique des sollicitations solaires et de leurs effets dans le bâtiment. Application à l'étude et au contrôle du confort radiatif." Chambéry, 1997. http://www.theses.fr/1997CHAMS002.

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Abstract:

Les sollicitations radiatives par les baies vitrées apportent chaleur et lumière dans les bâtiments. Elles engendrent auprès des occupants des sensations d'inconfort plus ou moins prononcées sur le plan thermique et visuel. Des indices de confort permettent d'évaluer ces sensations. Ils font appel à des grandeurs visuelles et énergétiques primaires, plus ou moins complexes à évaluer sur le plan métrologique, et qui sont liées au bâtiment et à ses occupants. La présente étude propose une approche par modélisation des phénomènes mis en jeu. La première étape consiste en une présentation détaillée des lois physiques et mathématiques développées par l'intermédiaire des outils informatiques trnsys et genelux respectivement pour la thermique et l'éclairage naturel des bâtiments. Des simulations numériques sont ensuite réalisées, en période de non chauffage, et plus particulièrement en conditions estivales, dans une cellule de bureaux fortement vitrée. Ces exploitations paramétriques ont trois objectifs : - connaitre la sensibilité des modèles à différents paramètres physiques, - améliorer notre connaissance du confort radiatif en couplant les domaines de la thermique et de l'éclairage naturel, - concevoir un système métrologique le plus simple possible en vue d'une gestion optimisée de la transparence des baies vitrées pour satisfaire la double exigence de confort thermique et de confort visuel des occupants. À partir des connaissances acquises, des schémas expérimentaux sont proposés pour effectuer une validation opérationnelle des modèles et évaluer les concepts de mesure proposés.

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Ahmed, Ouameur Fouad. "Morphologie urbaine et confort thermique dans les espaces publics. Étude comparative entre trois tissus urbains de la ville de Québec." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24931/24931.pdf.

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Batier, Cécile. "Confort thermique et énergie dans l’habitat social en milieu méditerranéen : d'un modèle comportemental de l’occupant vers des stratégies architecturales." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTS019/document.

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Abstract:

La performance énergétique des bâtiments peut être estimée grâce à la réalisation de simulations de thermique dynamique qui prennent en compte différentes hypothèses conventionnelles telles que celles définies dans la réglementation thermique 2012 (météo, occupation, consignes de température, usages de la fenêtre et du volet par les occupants, etc.). Les retours d’expériences dans les bâtiments énergétiquement performants mettent en évidence des écarts importants de consommations énergétiques entre les prévisions et les mesures in situ ainsi que des surchauffes estivales. D’après la communauté scientifique, même s’il existe de multiples facteurs pouvant expliquer ces écarts, l’occupant semble être l’élément le plus impactant. En effet, son action sur la fenêtre et le volet modifie le renouvellement d’air et la gestion des apports solaires. L’usage mais aussi la typologie de la fenêtre et du volet affectent donc les consommations énergétiques et le confort. L’objectif de notre étude est l’analyse de l’évolution thermique d’appartements occupés afin d'établir un modèle comportemental de l’occupant réel permettant de quantifier l’impact des modifications architecturales sur le confort thermique et les performances énergétiques des bâtiments. L’objet d’étude est un ensemble de deux résidences situées sur la commune de Vauvert (Gard, France) construites en 1969. De caractéristiques constructives identiques et suite à des rénovations similaires (V.M.C., chaudières, fenêtres), l’une d’entre elles a été récemment isolée thermiquement par l’extérieur. Une analyse sur une année des conditions thermiques réelles, du comportement individuel de l’occupant et des consommations d’énergie est menée sur la base d’enquêtes et par une instrumentation in situ dans les séjours de 13 appartements occupés. Elle nous permet de définir un modèle comportemental de l’occupant soit 32 combinaisons d’usage de la fenêtre et du volet qui peuvent être regroupées selon trois profils d’occupants (l’occupant « expert », l’occupant « actif » et l’occupant « contre-productif »). La modélisation fine des paramètres nécessaires pour les simulations de thermique dynamique réalisées avec Pléiades+COMFIE, aide à la compréhension de l’impact des stratégies architecturales sur le confort et les consommations énergétiques des bâtiments en milieu méditerranéen. L’analyse thermique des deux résidences (isolée et non isolée) montre, en hiver, des niveaux similaires de consommation pour un confort réduit dans la résidence non isolée. Cependant, en été, lors de pics de température, des surchauffes apparaissent dans la résidence isolée. Le comportement de l’individu a ainsi un rôle essentiel dans la limitation de l’inconfort d’été. Les analyses des mesures in situ montrent que des stratégies permettant le rafraîchissement des appartements ne sont pas toujours mises en place par les occupants. Des solutions architecturales atténuant le comportement contre-productif de l’individu sont finalement évaluées
The current design of energy-efficient buildings used to be performed by dynamic thermal simulations using conventional hypotheses like those of the 2012 French thermal regulations (weather reports, occupancy, temperature set, operations of windows and shutters by occupants, etc...). However, feedback highlights a great difference in energy consumption between forecasts on the one hand and in situ measurements in winter as well as overheating in summer on the other hand. According to the scientific community, even if many factors can account for this gap, the inhabitants seem to play a major role in it as well. Indeed, by acting on their windows and shutters, they modify the renewal rate of fresh air and the management of solar contributions. As the matter of fact, the use and the type of windows and shutters affect the energy consumptions and the comfort. The aim of this study is to analyse the thermal evolution of occupied apartments in order to establish a behavioral model of the occupants. This will allow us to quantify the impact of architectural modifications on the thermal comfort and the energy performances of buildings.Two residential buildings are investigated in Vauvert (a city in southern of France). Both of them were built in 1969 using the same constructive techniques and have lately been renovated in a similar way (CMV, boilers, windows). The only difference is that on the facade of one of them an external thermal insulation has recently been installed. The analysis of the real thermal conditions, of the actual human behavior and of the amount of energy consumed is built on surveys and on an extensive year-round in situ instrumentation in the living rooms of 13 apartments. It allows us to define a behavioral model of occupants based on 32 different combinations in the operations of windows and shutters. We can divide them into three occupants' profiles (the “expert” occupant, the “active” occupant and the “counterproductive” occupant). Digital Pléiades+COMFIE simulations are made in order to validate this model. The refined modeling of the dynamic thermal simulation parameters helps to understand the impact on the thermal comfort and the energy consumption of different architectural strategies in the Mediterranean area.In winter the thermal analysis of the two residential buildings (insulated and non insulated) shows similar levels of consumption, but a lower level of thermal comfort in the non insulated case. However during temperature peaks in summer, overheating appears in the insulated dwellings, but human behavior is the key to limit occupants’ discomfort. The analysis of in situ measurements shows that strategies to cool down the apartments are not always implemented by occupants. Architectural solutions mitigating “counterproductive” occupants’ behavior are finally examined

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Jnat, Khadija. "Bâtiment intelligent : Analyse et optimisation des dépenses d’énergie dans le logement social." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I060/document.

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Abstract:

Le travail de thèse porte sur l’optimisation des consommations d’énergie de chauffage dans le logement social. Il s’inscrit dans une démarche globale de réduction des consommations d’énergie. Ce travail a été réalisé grâce à une collaboration entre l’Université de Lille et le bailleur Lille Métropole Habitat. Il s’appuie sur une instrumentation des logements occupés afin d’explorer les possibilités de réduction des consommations à travers le contrôle du système de chauffage et la sensibilisation des occupants. Le travail comporte 4 parties. La première partie comprend une étude bibliographique sur la précarité énergétique dans le logement social ainsi que les réglementations thermiques. La deuxième partie présente le site d’étude qui sert de support pour cette thèse. Cette partie décrit la méthode expérimentale et le système d’instrumentation utilisé pour réaliser les mesures du confort thermique. La troisième partie comporte une analyse de la température et de l’humidité relative pendant les différentes saisons. L’étude montre des périodes de surchauffe, qui se traduisent par des surconsommations. La dernière partie s’appuie sur le logiciel de simulation thermique dynamique Archiwizard. Elle montre le calage des paramètres numériques sur les mesures, ensuite elle donne une estimation des économies potentielles que nous pouvons réaliser par la simple application de la réglementation thermique
This work concerns the optimization of heating energy consumption in social housing.It is a part of a global approach to reduce energy consumption in social housing. It was realized within a collaboration between Lille University and Lille Métropole Habitat. The research is based on monitoring occupied dwellings to explore the possibilities of reducing energy consumption through control of the heating system and the implication of tenants. This thesis is composed of four parts. The first part includes a literature review concerning energy precarity in social housing and thermal regulations. The second part presents the social housing residence used in this research. It presents in details the monitoring system and the experimental protocol used to follow the comfort conditions in the residence. The third part presents analysis of temperature and relative humidity recorded in three apartments. Analysis shows an overheating during the heating period, which leads to important increase in the heating expenses. The last part presents thermal simulation using the software “Archiwizard”. It shows the calibration of the numerical model as well as an estimation in heating energy savings

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Choquart, François. "Etude et modélisation d'un véhicule doté d'un système de chauffage par parois rayonnantes pour l'étude du confort thermique des passagers." Paris, ENMP, 2004. http://www.theses.fr/2004ENMP1243.

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Fouad, Ahmed Ouameur. "Morphologie urbaine et confort thermique dans les espaces publics : étude comparative entre trois tissus urbains de la ville de Québec." Master's thesis, Université Laval, 2007. http://hdl.handle.net/20.500.11794/19770.

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Bragança, Pierre. "Ventilation par mélange utilisant des dispositifs de diffusion munis d’inserts lobés : analyse des écoulements moteurs et du confort thermique induit." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS018/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la ventilation par mélange à haute induction pour le bâtiment au moyen de diffuseurs d’air innovants munis de promoteurs de tourbillons. Il s’agit d’inserts lobés, introduits au sein de diffuseurs d’air commerciaux, sans en modifier le processus de fabrication. L’innovation est née de travaux antérieurs et a fait récemment l’objet d’un brevet européen. Sa mise en situation à l’échelle 1 en conditions typiques de chauffage et de climatisation, constitue l’objectif premier des présents travaux. Par une démarche expérimentale, l’impact des inserts lobés sur la topologie de l’écoulement moteur, sur le confort thermique induit en zone d’occupation d’une cellule climatique thermiquement gardée, et sur les pertes de charges et le bruit générés, sont évalués. Les écoulements moteurs sont analysés par PIV 2D2C grand champ, et le confort thermique est évalué en zone d’occupation à l'aide d’un ensemble de capteurs ponctuels de vitesse et de température et du modèle PMV/PPD de Fanger. Les résultats montrent que les inserts lobés introduits dans le diffuseur, favorisent le mélange du jet qui en est issu avec l’air ambiant à traiter. Le confort thermique en zone d’occupation est amélioré de façon significative, par rapport au cas de référence du même diffuseur sans inserts. L’impact des inserts sur l’acoustique et les pertes de charges n’est pas significatif, ce qui valide l’innovation pour son application immédiate dans le bâtiment. En dernière partie, nous avons comparé la performance des diffuseurs innovants munis d’inserts lobés au diffuseur vortex, présenté sur le marché de la diffusion de l’air comme étant doté d’une grande capacité de mélange, suite à la mise en rotation du jet à l’aide d’ailettes profilées. Les résultats ont montré que l’encastrement au plafond du diffuseur vortex préconisé par le fabricant, dont il résulte l’adhérence immédiate du jet par effet Coanda, inhibe le mouvement de rotation escomptée, et sa performance dans ces conditions est inférieure à celle du diffuseur à inserts lobés. Il résulte de ce constat, la nécessité d’une installation du diffuseur vortex sur conduite apparente pour que sa performance soit réelle ; cela est envisageable pour des locaux commerciaux ou industriels de grande hauteur sous plafond. Les diffuseurs lobés encastrés au plafond, dont on a ainsi démontré la performance, sont parfaitement adaptés aux espaces de bureaux ou d’habitations de faibles hauteurs sous-plafond, et répondent par conséquent au réel besoin de la haute induction dans ce type de locaux
This thesis deals with high-induction mixing ventilation for buildings using innovative air diffusers equipped with vortex promoters. These are lobed inserts, introduced into commercial air diffusers, without modifying the manufacturing process. The innovation was born from previous work and has recently been the subject of an European patent. The first objective of the present work is to conduct full scale experiments under typical heating and air conditioning conditions. By an experimental approach, the impact of the lobed inserts on the airflow and jet pattern, on the thermal comfort induced in the occupied zone of a thermally guarded climate chamber, and on the pressure drop and the noise generation. Airflow pattern is analyzed by large scale PIV 2D2C, and thermal comfort is evaluated in the occupied zone using a set of temperature and speed sensors and Fanger's PMV / PPD model. The results show that the lobed inserts introduced into the diffusers enhance the mixing between the jet and ambient air whose to be treated. The thermal comfort in the occupied zone is significantly improved, compared to the reference case of the same diffuser without inserts. The impact of the inserts on the acoustics and the pressure drop is not significant, which validates the innovation for its immediate application in buildings. Finally, we compared the performance of innovative diffusers with lobed inserts to the vortex diffuser, presented in the air diffusion market as a high mixing diffuser, because of the rotation generated by profiled fins. The results showed that when the diffuser is flush mounted to the ceiling, which is recommended by the manufacturer, the immediate attachment of the jet due to the Coanda effect inhibits the expected rotational movement. Its performance under these conditions is lower to that of the diffuser with lobed inserts. It follows from this finding that the installation of the vortex diffuser on a free pipe is necessary for its best performance ; this can be performed for high ceiling commercial buildings or industrial buildings. Ceiling flush mounted diffusers with lobed inserts, which we have demonstrated their performance, are perfectly suited for office spaces or homes with low ceiling heights, and therefore meet the real need for high induction in this type of buildings

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Wang, Xi. "Prédiction et analyse numérique d’écoulements turbulents avec transfert thermique dans des cavités ventilées à l’aide d’un modèle à relaxation elliptique." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10075/document.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est la prédiction numérique d’écoulements turbulents avec transfert thermique dans des cavités ventilées à l’aide d’un modèle à relaxation elliptique. Cette approche dite v² -f a été intuitivement proposée pour la modélisation de la turbulence en proche paroi. Pour mener à bien cette étude, les investigations numériques ont été mise en oeuvre sur trois configurations et validées en s’appuyant sur les résultats expérimentaux disponibles et des résultats numériques issus des modèles k -[epsilon] RNG de Yakhot & Orszag, le modèle k -[omega] SST de Menter et le modèle à contraintes de Reynolds (RSM). L’analyse et la confrontation des résultats obtenus permettent de constater que le modèle de relaxation elliptique présente une meilleure prédiction pour les champs thermique et aéraulique avec un temps de calcul raisonnable. Ensuite, les comparaisons des indices du confort thermique entre les modèles de turbulence et l’expérience nous confortent dans l’idée que le modèle v² -f est un bon candidat pour la prédiction du confort thermique dans les cavités ventilées
The aim of this work is to predict numerically turbulent airflow with heat transfer in indoor environment using an elliptic relaxation model. This approach named v² -f has been proposed for modelling near-wall turbulence. In this study, numerical investigations have been carried out in three configurations and validated on available experimental data and numerical results from the models considered, k -[epsilon]RNG model of Yakhot & Orszag, k -[omega] SST model of Menter and Reynolds stress model. The analysis and comparison of results obtained shows that the v² -f model provides a better prediction for the velocity fields and temperature fields with a reasonable computational time. All comparisons of thermal comfort indices suggest that

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Julien, Bruno. "Contribution à l’amélioration du confort thermique dans une automobile : modélisation et caractérisation expérimentale des échanges aérauliques et thermiques dans un habitacle de voiture." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0007.

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Abstract:

Ce travail a pour objectif la conception et la mise au point d'un outil permettant d'optimiser les paramètres conditionnant le confort thermique dans l'habitacle d'une automobile. Il s'agit d'un logiciel de modélisation fournissant, à partir d'une description du domaine concerné et des conditions aux limites auxquelles il est soumis, une évaluation quantitative des températures, flux de chaleur et vitesses d'air dans tout le domaine. La partie théorique du travail porte sur l'élaboration d'un code numérique simulant, en régime établi, les échanges aérauliques et thermiques -incluant les échanges par rayonnement- à l'intérieur de l'habitacle. Le modèle développé permet ainsi de connaître, pour une situation donnée, la vitesse de l'air et les températures en tout point de l'habitacle, ainsi que les flux de chaleur conductifs, convectifs et radiatifs sur les différentes surfaces. Il permet également d'effectuer les études de sensibilité aux paramètres, particulièrement utiles dans toute démarche d'optimisation. La partie expérimentale a porté sur la mise au point de méthodes de mesure fournissant une caractérisation de l'écoulement d'air et du champ de températures dans l'habitacle. Les campagnes d'essais effectuées ont servi d'une part à alimenter le code en données et, d'autre part, à le qualifier. Cette recherche a débouché sur la mise à la disposition des constructeurs d'automobiles français, d'un ensemble de moyens contribuant à la connaissance et à la prédiction des échanges aérauliques et thermiques dans l'habitacle d'une automobile et, par-là même, à l'amélioration du confort thermique des personnes transportées.

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Cordahi, Khoury Marlène. "Evaluation technique et économique de différentes solutions pour le confort thermique et la réduction de la consommation énergétique dans le bâtiment au Liban." Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1334.

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Abstract:

Selon les dernières études publiées, l'énergie consommée de facon excessive au liban en comparaison avec d'autres pays du moyen orient, est une énergie essentiellement polluante et elle est importée à plus de 97%. La part des énergies renouvelables (énergies hydrauliques et solaires) ne représente pas plus de 3% malgré un contexte climatique et géologique plutôt favorable. Le secteur du bâtiment représente une part importante de la consommation énergétique globale et cette énergie qui concernait traditionnellement le chauffage touche depuis quelques années la climatisation. L'utilisation irrationnelle de l'énergie constitue une lourde charge économique et environnementale sur le pays, surtout en l'absence d'une politique nationale incitative aux économies d'énergie. Après la ratification des accords de kyoto, le liban s'est trové engagé moralement dans la course à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et à l'économie de l'énergie. Mais depuis, peu de démarches ont été entreprises et la prise de conscience nationale de ce problème qui préoccupe tant le monde, n'est que récente. La présente étude vise l'évaluation quantitative et qualitative de différentes solutions passives ou actives pouvant être apportées aux appartements résidentiels de la côte libanaise pour la réduction des consommations énergétiques annuelles et l'amélioration du confort. Un appartement situé sur la côte sera choisi dans un contexte climatique bien défini; différents types d'isolation passive seront introduits un à un et en combiné, ainsi que des équipements additionnels au système de chauffage
Energy use intensity in lebanon is comparably high with other contries in the middle east, and its primary supply is almost totally dependent on imported combustibles. Excessive use of energy constitutes an economic burden on both the government and the end consumers. In the field of energy, the government is recently taking an initiative to co-ordinate the various concerned parties' efforts and to establish bodies to enable integrated resources planning. In addition, this form of energy use is a cause of environnemental degradation originating from thermal energy plants and transportation sector mainly, which emit green house gases (ghg), basic causative agents of global warming. Lebanon consumes around 5000 ktoe as a primary energy. 97% of this is imported, mainly as polluting oil products. The remaining 3% of the energy consumption only is renewable energy. In addition, the energy intensity in the country is over 0,62 toe/1000usd, which is 2,2 times higher than in developing countries despite the low consumption per capita and a structure of an economic sector based on light industries. All this is due to a lack of a national politic for a rational use of energy and especially in transport. This project aims to evaluate solutions to minimize the annual consumption of energy and the improvement of comfort in a residential apartment on the lebanese coast. An existing apartment in a current floor will be chosen in a well defined environment. Different kind of passive insulation will be introduced and their impact on the energy consumption will be studied. Additional equipments on the heating system will be also evaluated

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Mercier, Sylvestre Jeronimo Celis. "La température agréable : manipulation des fenêtres et dynamique du confort environnemental dans une salle de classe climatisée naturellement." Master's thesis, Université Laval, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11794/20768.

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Abstract:

La fenêtre ouvrante est une composante complexe et fondamentale des systèmes passifs de contrôle environnemental. Il s'agit d'un des principaux moyens qui permettent à l' occupant de modifier la température, l'éclairage diurne, le mouvement d'air et l'acoustique d'une pièce afin d'améliorer son confort environnemental. Cette étude a pour but d' examiner l'acceptabilité de l'environnement thermique, visuel, olfactif et acoustique d'une salle de classe ventilée naturellement. L'évaluation post-occupationnelle montre que l'amélioration du confort thermique et acoustique explique la plupart des actions adaptatives documentées. Des critères qualitatifs révèlent que l'acceptabilité de l'environnement thermique (91 %) est amplement supérieure à la prévision du Standard 55-04 (210/0). La température agréable a été développée pour indiquer l'amplitude de température opérative sous laquelle la majorité des occupants ont exprimé que l'environnement thermique leur était agréable et pour expliquer les facteurs qui ont influencé la différence notée entre l'évaluation qualitative et la quantitative. Les résultats de cette étude supportent l'idée que, dans une architecture sensible aux variations du climat extérieur, l'environnement thermique peut être fortement variable lorsque des opportunités d'adaptation, jumelées à des systèmes flexibles de contrôle environnemental, sont disponibles aux occupants et que le critère de température quotidienne, plutôt que mensuelle, est utilisé pour évaluer le confort thermique dans un espace ventilé naturellement existant ou en cours de conception.

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Viallon, Maud. "Réalisation et caractérisation de membranes polymères microstructurées capables de moduler leurs propriétés de réflexion dans le domaine du moyen infrarouge : application aux textiles pour le confort thermique." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10105.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est la fabrication de membranes polymères pouvant être complexées à un textile pour améliorer le confort thermique ressenti. Celles-ci doivent être capables de moduler dynamiquement leurs propriétés optiques dans le moyen infrarouge (MIR) en fonction de leur environnement.La première partie de ce travail présente les notions théoriques liées au confort thermique et mécanismes physiques de transferts hydrique et thermique à travers les membranes textiles. Un état de l’art permet d’identifier les technologies existantes. Il introduit le concept des cristaux photoniques et leur application dans le MIR. Un cahier des charges pour la conception d’une membrane polymère structurée utilisant le principe des cristaux photoniques pour moduler l’interaction du rayonnement thermique humain est établi.La seconde partie de ce travail décrit la méthode de simulation FDTD utilisée pour prédire les propriétés optiques de membranes micro-structurées en fonction de leur géométrie. Une première réalisation en silicium polycristallin a permis de valider le calibrage du modèle numérique et le protocole de caractérisation infrarouge. Le procédé de fabrication utilise les technologies de salle blanche issues de la microélectronique et des microsystèmes.La dernière partie de ce travail est consacrée à l’étude FDTD de membranes polymères microstructurées à partir du modèle ‘in-silico’ calibré. Elle permet de définir des paramètres géométriques permettant de moduler la réflexion des infrarouges ayant une longueur d’onde entre 5 et 15 microns. Un procédé de fabrication est développé qui permet de réaliser des membranes structurées autosupportées aux dimensions appropriées
The goal of this thesis is the manufacturing of polymer membranes that can be complexed to a textile to improve the thermal comfort felt. They must be able to dynamically modulate their optical properties in the mid-infrared (MIR) according to the environmental conditions.The first part of this work presents the theoretical notions related to thermal comfort and both physical mechanisms hydric and thermal transfers through the textile membranes. A state of the art makes it possible to identify the existing technologies. The concept of photonic crystals and their application in the field of infrared medium are presented. This part ends with the establishment of specifications for the design of a structured polymer membrane using the principle of photonic crystals to modulate the interaction of human thermal radiation.The second part of this work describes the method of finite differences in time domain simulation (FDTD) used to predict the optical properties of micro-structured membranes as function of their geometric characteristics. A first realization in polycrystalline silicon authorizes the validation of the numerical model calibration as well as the protocol of the infrared characterization. The manufacturing process uses cleanroom technologies from microelectronics and microsystems.The last part of this work is devoted to the study by FDTD of microstructured polymer membranes from the previously calibrated 'in-silico' model. This study makes it possible to define geometrical parameters able to modulate the reflection of the infrared having a wavelength between 5 and 15 microns. A manufacturing process is developed which makes it possible to realize self-supporting structured membranes to the appropriate dimensions

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Koufi, Lounes. "Simulation thermo-aéraulique de la ventilation et du transport de polluants dans des cavités : application à la qualité de l'air intérieur et au confort thermique." Thesis, Artois, 2015. http://www.theses.fr/2015ARTO0210/document.

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Abstract:

La présente thèse porte sur la prédiction numérique de l’impact des transferts thermique et massique sur la qualité de l’air et sur le confort thermique à l’intérieur des cavités ventilées ou non et remplies de polluant. En effet, les cavités ventilées sont généralement considérées comme étant une approximation pour la modélisation des locaux ventilés.Pour mener à bien cette étude, nous avons choisi un modèle numérique basé sur la résolution des équations régissant les transferts de quantité de mouvement, de chaleur et de masse. La première partie du mémoire est consacrée à quelques généralités sur la ventilation, la qualité de l’air et le confort thermique ainsi qu’à la revue bibliographique des travaux réalisés. La démarche suivie est décrite dans le chapitre 2. Celle-ci est basée sur l’approximation de Boussinesq. Le modèle RNG k-ε est utilisé pour traiter la turbulence. La discrétisation des équations est réalisée à l’aide de la méthode des volumes finis associée à l’algorithme SIMPLEC pour traiter le couplage pression-vitesse. Dans la seconde partie, nous considérons d’abord la convection thermique et la convection thermosolutale dans des cavités fermées. Le principal but visé est: a) de valider le modèle considéré en confrontant nos résultats avec ceux de la littérature et b) d’étudier l’influence du nombre de Rayleigh thermique et du rapport de flottabilité. Les résultats obtenus révèlent que le modèle adopté prédit correctement les transferts thermique et massique.Ensuite, nous appliquons cette approche au cas des cavités bidimensionnelles ventilées soumises à des gradients de température et de concentration. Les indices de qualité de l’air et d’efficacité de la ventilation sont calculés et discutés. Nous achevons ce travail en analysant l’influence de la ventilation sur la qualité de l’air intérieur dans une pièce tridimensionnelle en régime transitoire. Cette analyse concerne différents scénarios de ventilation mécanique simple flux en vue de trouver la meilleure configuration en termes d’efficacité et de qualité de l’air intérieur
This thesis deals with the numerical prediction of heat and mass transfer impact on the air quality and thermal comfort within either ventilated or not cavities filled with pollutants. Indeed, ventilated areas are first modeled to be as ventilated cavities in a first approximation.To carry out this study, we adopt a numerical model based on solving equations governing momentum, heat and mass transfer. The first part of this thesis is dedicated to some generalities on ventilation, air quality and thermal comfort and the bibliographic review of previous works. The adopted approach is described in Chapter 2. It is based on the Boussinesq approximation. The RNG k-ε model is used to handle turbulence. The finite-volume method (FVM) is used to discretize of the set of equations, and the pressure-velocity coupling is achieved via the SIMPLEC algorithm. In the second part, we consider the thermal convection and thermosolutal convection in closed cavities. The main aim is a) to validate the considered model by comparing our results with those of literature, and b) to investigate influence of the thermal Rayleigh number and the buoyancy ratio. Our findings indicate that the model accurately predicts heat and mass transfer.Then, we apply this approach to the case of two-dimensional ventilated cavities subjected to temperature and concentration gradients. The indices of air quality and ventilation efficiency are calculated and discussed. We end this work by analyzing the influence of ventilation on the quality of indoor air in a three-dimensional room in transient regime. This investigation covers different scenarios from the simple flow mechanical ventilation which aims to find the best configuration in terms of efficiency and quality of indoor air

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Denguir, Afef. "Modèle de performance agrégée et raisonnement approché pour l’optimisation de la consommation énergétique et du confort dans les bâtiments." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20026/document.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet FUI RIDER (Research for IT Driven Energy efficiency) qui vise à développer un système de gestion de l'énergie faiblement dépendant du bâtiment à contrôler et propose une nouvelle approche pour réduire les coûts énergétiques. Cette approche exploite la notion de confort thermique afin de calculer de nouvelles consignes à fournir au système de contrôle du conditionnement du bâtiment. L'approche s'appuie sur l'idée que le confort thermique est une notion multidimensionnelle subjective. La littérature propose des modèles statistiques pour appréhender le confort thermique. Malheureusement, ces modèles sont fortement non linéaires et non interprétables ce qui rend difficile leur utilisation pour la conduite ou l'optimisation. Nous proposons un nouveau modèle de confort basé sur la théorie de l'utilité multi attributs et les intégrales de Choquet. L'intérêt d'un tel modèle est qu'il est interprétable en termes de préférences pour la conduite, linéaire par simplexe ce qui facilite la résolution des problèmes d'optimisation, et plus concis qu'un système de contrôle à base de règles. Dans la seconde partie de ce travail, le THermal Process Enhancement (THPE) s'intéresse à l'obtention efficiente des consignes calculées avec le modèle du confort thermique. Le THPE se base sur un raisonnement approché établi à partir d'un modèle qualitatif enrichi EQM (Extended Qualitative Model). L'EQM est le résultat de l'étude mathématique et qualitative des équations différentielles régissant les processus thermiques. Il est enrichi en continu par un système de gestion de l'expérience basé sur un apprentissage avec pénalités qui fournit les informations quantitatives nécessaires pour inférer des recommandations de conduite quantifiées à partir des tendances modélisées dans l'EQM. L'EQM et les raisonnements associés requièrent peu de paramètres et sont opérationnels même si la base d'apprentissage est initialement vide au lancement de RIDER. Le système de gestion de l'expérience permet simplement de quantifier les recommandations et de converger plus vite vers une commande optimale. Le raisonnement à base de modèles qui supporte notre approche est faiblement dépendant du processus thermique, pertinent dès le lancement de RIDER et se prête facilement au changement d'échelle de l'analyse thermique d'un bâtiment. Les performances de notre THPE, sa stabilité et son adaptation par rapport aux variations de l'environnement sont illustrées sur différents problèmes de contrôle et d'optimisation. Les commandes optimales sont généralement obtenues en quelques itérations et permettent d'avoir un contrôle adaptatif et individuel des pièces d'un bâtiment
The present work is part of the FUI RIDER project (Research for IT Driven Energy efficiency). It aims to develop an energy management system that has to be weakly dependent on building's specificities in order to be easily deployed in different kinds of buildings. This work proposes a new approach based on the thermal comfort concept in order to reduce energy costs. This approach takes advantage of the thermal comfort concept in order to compute new optimized setpoints for the building energy control system. It relies on the idea that thermal comfort is a subjective multidimensional concept that can be used to reduce energy consumption. The literature provides statistical thermal comfort models but their complexity and non-linearity make them not useful for the control and optimization purposes. Our new thermal comfort model is based on the multi attributes utility theory and Choquet integrals. The advantages of our model are: its interpretability in term of preference relationships, its linearity in simplex regions which simplifies optimization problems' solving, and its compact form which is more tractable than a rule based control formalism. In the second part of this work, the THermal Process Enhancement (THPE) proposes a control system approach to efficiently reach the optimized setpoints provided by the comfort model. The THPE proposes an efficient and simple thermal control approach based on imprecise knowledge of buildings' special features. Its weak data-dependency ensures the scalability and simplicity of our approach. For this, an extended thermal qualitative model (EQM) is proposed. It is based on a qualitative description of influences that actions' parameters may have on buildings' thermal performances. This description results from the mathematical and qualitative analysis of dynamical thermal behaviors. Our thermal qualitative model is then enriched by online collecting and assessing previous thermal control performances. The online learning provides the necessary quantitative information to infer quantified control recommendations from the qualitative tendencies displayed by the EQM. Thus, an approximate reasoning based on the EQM and an online learning coupled with a penalty function provides smart thermal control functionalities. The EQM based approximate reasoning guarantees our control system weak dependency with regard to the building special features as well as its multi-scale applicability and its relevancy even for RIDER's first start when the learning database lacks of information. The performances of our THPE are assessed on various types of control and optimization issues. An optimal control is generally achieved in a few iterations which allows providing an adaptive and individual control of building's rooms

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Endravadan, Mala. "Régulation des systèmes de chauffage et de climatisation basée sur la sensation thermique humaine : impact sur la consommation d'énergie dans les bâtiments." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30003.

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Abstract:

Le confort thermique d'un individu dépend des conditions thermiques environnementales, contrôlables et mesurables, mais également de son activité et de sa tenue vestimentaire, qui sont des paramètres difficiles à évaluer dans la réalité quotidienne. Les comportements que les sujets adoptent pour faire face à un éventuel inconfort peuvent être variés et ils ont des conséquences diverses, parfois bénéfiques mais souvent désastreuses sur les installations ou sur la facture énergétique. Nous nous sommes intéressé à l'influence réciproque entre le comportement humain et la thermique du bâtiment. La création de modèles numériques de régulation comportementale prenant en compte l'adaptabilité de l'être humain permet de mettre en évidence ce couplage, en d'évaluant les effets de cette régulation sur le confort de l'individu et la consommation d'énergie. La simulation de l'ensemble ; bâtiment, être humain et modèles de régulation comportementale est réalisée avec le logiciel TRNSYS
The thermal comfort of an individual depends on indoor conditions that can be controlled. However, changes in activity or clothing adjustments are difficult to control and measure in the field experiments. Behavioural actions undertaken by the occupant to overcome the discomfort could be varying and may have diverse consequences. Sometimes these actions are beneficial to the occupant, although often they lead to disastrous amounts of energy consumption. Hence, it becomes crucial to consider the human behaviour and the thermal inertia of the building. The creation of numerical models is useful to study the coupling between these two components and to evaluate the effects of behaviour on comfort and energy consumption. The simulations of the whole system were conducted using TRNSYS software

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Nahon, Raphaël. "Modélisation des échanges radiatifs à l'échelle urbaine pour un urbanisme bioclimatique." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10130/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de permettre une meilleure évaluation du bioclimatisme d’un projet d’aménagement urbain dès les premières étapes de la conception: de sa capacité à capter la lumière naturelle à l’intérieur des bâtiments, de l’efficacité énergétique de ces derniers et du confort thermique des espaces extérieurs. Une première esquisse de la géométrie extérieure d’un projet est proposée dès la phase concours, dans le plan masse. A ce stade, les bâtiments sont généralement assimilés à des prismes droits, avec éventuellement des toitures inclinées. Les détails architecturaux tels que la forme et la position des fenêtres, le cloisonnement intérieur ou la composition des parois ne sont pas définis, et il est donc impossible de modéliser l’éclairage naturel à l’intérieur des locaux ou encore le comportement thermique des enveloppes dans le plan masse. Nous montrons qu’il est toutefois possible d’identifier dès cette étape les sources de rayonnement extérieures les plus favorables au bioclimatisme des bâtiments. Nous introduisons notamment les notions de luminances utiles et suffisantes, qui traduisent la part d’une année pour laquelle une source de lumière permet un éclairement adapté à l’intérieur des locaux, et de températures radiantes, qui traduisent l’impact des sources de rayonnement de grandes et courtes longueurs d’ondes sur le réchauffement des surfaces et le confort thermique extérieur. Nous analysons leur distribution sur la voûte céleste et mettons en évidence sa variabilité sous différents climats. L’objectif final de ce travail est de proposer un outil de modélisation à même de guider les aménageurs dans leur recherche de formes urbaines bioclimatiques, dès le plan masse
The main objective of this work is to evaluate the bioclimatism of an urban project at its early stages: its capacity to harness daylight, the energy efficiency of the projected building and the thermal comfort of the outdoor environment. A first proposal for the exterior geometry is made in the mass plan. At this stage, buildings are commonly represented as mass blocks. Architectural details, such as windows shapes, interior coatings or wall composition are not defined, and daylighting inside the buildings or thermal behavior of their envelope are impossible to model. Nevertheless, we show that it is possible to evaluate as soon as in the mass plan the impact of the exterior radiative sources on the bioclimatism of the project. The concepts of sufficient and useful luminances and radiant temperatures are introduced. The first two criteria traduce the percentage of the year in which an outside luminous source induces a convenient illuminance inside the buildings; the third one traduces the impact of an outside radiative source on the heating and cooling of the outside surfaces and the outdoor thermal comfort. We analyze their distribution on the sky vault and highlight its variability under different climates. The final objective of this thesis is to propose a software likely to lead the urban planners in their search of bioclimatic urban forms: ensuring daylight access inside the buildings, energy efficiency and outdoor thermal comfort

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Grosdemouge, Virginie. "Proposition d'indicateurs de confort thermique et estimation de la température radiante moyenne en milieu urbain tropical. Contribution à la méthode nationale d'évaluation des ÉcoQuartiers." Thesis, La Réunion, 2020. http://www.theses.fr/2020LARE0033.

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Abstract:

Notre étude menée dans l’EcoQuartier (EQ) de la Ravine Blanche, à La Réunion, souligne que les indicateurs développés dans la méthode nationale d’évaluation ne sont pas tous adaptés à notre contexte en milieu tropical. Cette thèse démontre qu’un indicateur de performance des bâtiments basé sur un niveau de confort thermique semble plus adapté en milieu tropical que le strict indicateur énergétique. Une revue de littérature portant sur les différents indices développés afin de quantifier le confort thermique en extérieur a donc été réalisée et nous a permis de porter notre choix sur deux indices pertinents : la PET et l’UTCI. Le confort thermique en milieu urbain tropical est fortement affecté par la température radiante moyenne extérieure (Tmrt), qui est un paramètre physique difficilement caractérisable, aussi bien en termes de mesures que de modélisation et, qui est essentielle au calcul des indices de confort PET et UTCI. Une expérimentation basée sur une méthode de mesure existante permettant d’estimer Tmrt est mise en œuvre. Cette thèse propose également une méthodologie reproductible se basant sur des mesures microclimatiques combinées à des enquêtes de terrain. Une évaluation de la perception du confort thermique des usagers a été menée dans un espace urbain de l’EQ de la Ravine Blanche, avec la problématique du confort d’été. De plus, une comparaison entre différentes méthodes de mesure de la Tmrt (globe noir et globe gris) montre que le choix de la méthode a un impact non négligeable sur les valeurs des indices de confort choisis. Enfin, les indices PET et UTCI ont été calibrés et leurs zones de confort respectives ont été définies pour le climat de Saint-Pierre
Feedback from the post-occupancy evaluation carried out in the eco-neighbourhood (EQ) of Ravine Blanche, in Reunion Island, shows that some indicators proposed by the French eco-neighbourhood evaluation model are not suitable for specific application in tropical climate. This thesis demonstrates that a building performance indicator based on a level of thermal comfort seems more appropriate in a tropical urban environment. A literature review of the main existing outdoor thermal comfort indices has been carried out. Two relevant indices for application in a tropical climate have been chosen: the PET and the UTCI indices. In addition, this research study mainly focuses on the definition and estimation of the mean radiant temperature (Tmrt), which is one of the most important factors that influence human thermal comfort in outdoor spaces. However, Tmrt is particularly difficult to determine, whether in terms of in-situ measurements or numerical modelling. An experimentation based on an existing methodology has been set up so as to estimate Tmrt. This thesis also proposes a methodology relating to how to conduct field surveys in outdoor environments with micrometeorological measurements. People’s subjective thermal perception in a coastal outdoor urban environment of the EQ of Ravine Blanche has been investigated during summer. Furthermore, two popular radiation measurement techniques in determining Tmrt (black globe & grey globe) have been studied. The choice of the method has an impact on the thermal comfort indices values. Finally, the PET and UTCI indices have been calibrated and their respective comfort zones have been defined for the climate of Saint-Pierre

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Nguyen, Dieu Linh. "La maison tube des nouveaux quartiers d'Hanoï : Effets de paramètres architecturaux sur l'ambiance thermique." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27525/27525.pdf.

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Mitogo, Eseng Jesus Nvé. "Qualification expérimentale des performances d'un dispositif de bardage avec lame d'air tampon et parement en bois." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14495/document.

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Abstract:

Aujourd’hui à de nombreuses études sur la thermique du bâtiment pour réduire la consommation d’énergie tout en préservant le confort des usagers sont proposées. Le travail présenté ici met en avant les performances d’une technique d’isolation active par un dispositif de bardage extérieur de ce fait soumis au rayonnement solaire incident. L’étude expérimentale mise en oeuvre a permis de caractériser les échanges thermiques à l’intérieur de la lame d’air verticale (circulante ou non circulante), qui sont la clef de ce type de dispositif, en fonction des différents paramètres retenus comme pertinents. Le terme moteur est bien évidemment l’éclairement solaire. La distance parement extérieur mur support, i.e. l’épaisseur de la lame d’air, conditionne un rapport d’aspect et influe donc sur la vitesse de l’air circulant ou sur le volume tampon en situation non circulante et donc sur les échanges thermiques. Enfin les caractéristiques thermiques du parement extérieur, ici une lame de pin maritime ou un bois aggloméré, impactent assez fortement sur l’évolution temporelle des différentes. Une modélisation globale du comportement de la cheminée solaire que constitue le bardageet quelques simulations numériques ont permis de conforter ces différents résultats expérimentaux. On retiendra qu’en été, la solution optimale est un dispositif de bardage avec peu d’inertie thermique et un écoulement d’air rapide alors qu’en hiver, un dispositif avec inertie et sans écoulement contribue à assurer un bon volant thermique
Today many studies on thermal building to reduce energy consumption while maintaining user comfort are proposed. The work presented here highlights the performance of an active isolation technique by means of exterior cladding thus subjected to solar radiation.The experimental study has been used to characterize the heat transfers inside the vertical cavity (air circulating or not), which are the key to this type of device, depending on various parameter staken as relevant. The driving factor is of course the solar irradiance. The thickness of the air gap induces an aspect ratio and thus affects the speed of the air flowing or the buffer volume and therefore the heat exchanges. Finally, the thermal characteristics of the cladding here maritime pine or chipboard, impact quite strongly on the temporal evolution of the different temperatures.The cladding and the vertical cavity act as a solar chimney, a global modeling of its behavior and some numerical simulations have strengthened the experimental results. We note that in summer, the optimal solution is a device of cladding with little thermal mass an drapid air flow while in winter, a device with large thermal mass and without flow helps to ensure a good thermal flywheel

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Morel, Aude. "Gestion des transferts thermiques et hydriques au sein d’une structure multicouche textile : développement d’une membrane pour application EPI." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10124/document.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est d'élaborer une membrane thermosensible permettant une perméabilité à la vapeur d'eau contrôlée pour améliorer le confort et la sécurité des sapeurs-pompiers. Plusieurs membranes à base de polyuréthane segmenté ont été synthétisées. L'influence du type de polyol utilisé et sa longueur, et de la quantité de segments rigides a été étudiée. Deux types de mécanisme apparaissent selon la structure chimique du polymère, i.e. une modification en masse et une modification de surface. Celles-ci changent les propriétés de diffusion de l'humidité à travers la membrane. Ces membranes ont ensuite été complexées sur un textile pour renforcer la tenue mécanique, en vue de la confection de la couche entre le sous-vêtement et la veste des sapeurs-pompiers. Ce procédé modifie peu les propriétés des membranes et les produits obtenus semblent présenter une perméabilité à la vapeur d'eau contrôlée en fonction de la température
This study aims at developing a thermosensitive membrane allowing the water vapor to cross with a function of the temperature to enhance the comfort and the safety of firefighters. Membranes with different chemical structure were synthesized from segmented polyurethane. The influence of the polyol type and its length, and the hard segment content was studied. Two kinds of mechanisms were identified depending on the chemical structure as a bulk modification and a surface modification, that change moisture management properties. Afterwards, membranes were pressed on a textile for higher mechanical properties. The purpose of the final product is to be made inside the firefighter’s personal protective equipment, between the underwear and the jacket. The systems membrane-textile keep the properties of the membrane and present controlled water vapor permeability with the function of the temperature

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Bonte, Mathieu. "Influence du comportement de l'occupant sur la performance énergétique du bâtiment : modélisation par intelligence artificielle et mesures in situ." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2495/.

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Abstract:

Dans le contexte de crise énergétique actuel, les concepteurs de bâtiments tentent de concevoir des habitats très performants d'un point de vue énergétique. Toutefois, de plus en plus de retours d'expérience montrent que les performances énergétiques réelles sont très différentes de celles prévues à l'origine lors des calculs de conception. Une des raisons principales avancées par la communauté scientifique est la mauvaise ou la non prise en compte du rôle actif des occupants. Les travaux présentés ici ont pour objectif de caractériser le comportement de l'occupant et son influence sur la performance énergétique. Différentes méthodologies sont utilisées : le plan d'expériences, une étude expérimentale in situ et la modélisation du comportement par intelligence artificielle dans le logiciel TRNSys
Building sector plays a major role in global warming. In France, it is responsible of about 40% of energy consumption et about 33% of carbon emissions. In this context, building designers try to improve building energy performance. To do so, they often use building energy modeling (BEM) software to predict future energy use. For several years now, researchers have observed a difference between actual and predicted energy performance. Some reasons are pointed out such as uncertainties on physical properties of building materials and lack of precision of fluid dynamics models. One of the main causes could come from bad assessments in the modeling of occupant behavior. Occupant is often considered as passive in building simulation hypothesis. However, numerous of papers show that he act on the building he is in, and on personal characteristics. The work presented here intend to characterize occupant behavior and its influence on energy use. In the first part of the manuscript we assess the individual impact of several actions using design of experiments (DOE) methodology. Actions like operations on windows, blind or thermostat are investigated separately. We show that two opposite extreme behaviors (economic and wasteful) could lead to significant difference in building energy use. Moreover, a factor two-to-one in total energy use is observed between passive and active behaviors. In the second part we focused on an experimental approach. Thermal and visual environment of 4 offices have been monitored during a year and online questionnaires about comfort and behavior have been submitted to office occupants. Tank to a statistical analysis we estimates probabilities of acting on windows, blinds and clothing insulation against physical variables or thermal sensation. Final part of the thesis deals with the development of an occupant behavior model called OASys (Occupant Actions System) and running under TRNSys software. The model is based on an artificial intelligence algorithm and is intended to predict occupant interactions with thermostat, clothing insulation, windows, blinds and lighting system based on thermal and visual sensation. Results from OASys are compared to results from literature through various case studies for partial validation. They also confirm the significant impact of occupant behavior on building energy performance

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Mandrara, Zaratiana. "Impact thermique des revêtements en bois sur l'ambiance intérieure des bâtiments : application dans l'habitat traditionnel en France et à Madagascar." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00690806.

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Abstract:

Les constructions traditionnelles en bois en France et à Madagascar témoignent de l'utilisation ancienne d'abondantes ressources forestières locales. Le bois peut être considéré comme un matériau naturel et renouvelable dans la mesure où les ressources forestières sont gérées durablement. L'utilisation du bois dans la construction contribue largement à la maîtrise du cycle du carbone atmosphérique et à la limitation des émissions de gaz à effet de serre. Ce travail présente les principales caractéristiques physiques du matériau bois et des systèmes constructifs associés, montrant l'importance et l'influence du revêtement en bois sur l'environnement intérieur des habitations. La caractérisation des phénomènes hygrothermiques à l'échelle de la pièce d'habitation a été détaillée : présence d'eau dans le bois, comportement de l'équilibre hygroscopique, transfert thermique et transfert de masse, les paramètres physiques du bois et d'une ambiance intérieure. Enfin, ce travail apporte des connaissances sur l'évaluation des interactions entre le confort thermique, l'ambiance intérieure et le revêtement en bois, grâce à des campagnes de mesure in situ, à des mesures en laboratoire et à des modélisations de scénarios numériques.

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Bahrar, Myriam. "Contribution au développement et à l’analyse d’une enveloppe de bâtiment multifonctionnelle dans le cadre de l’optimisation du confort dans l’habitat." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEE001/document.

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Abstract:

Le secteur du bâtiment recèle un fort potentiel d’amélioration de l'efficacité énergétique et de réduction de l’empreinte écologique. Dans cette optique, l’enveloppe du bâtiment joue un rôle important pour relever le défi de la transition énergétique. En effet, une bonne conception de l’enveloppe contribue efficacement à réduire la consommation d’énergie tout en réduisant les émissions de CO2 associés. Cela s’accompagne notamment d’une démarche de développement de nouveaux matériaux et principes constructifs. Ce projet de thèse s’inscrit dans ce cadre en proposant un nouveau matériau composite, qui porte sur l’association de deux matériaux innovant : composite textile mortier (TRC) et matériaux à changement de phase (MCPs). L’objectif de cette combinaison est de contribuer au développement d’éléments de façades multifonctionnelles permettant d’allier performances énergétiques, mécaniques et environnementales. Le but de notre étude est de caractériser en premier lieu, les propriétés mécaniques et thermiques de ces composites puis, d’évaluer l’impact des MCPs sur le confort thermique intérieur pour différentes configurations. Pour atteindre ces objectifs, nous avons adopté une démarche expérimentale et numérique multi échelle. Une campagne expérimentale à l’échelle du laboratoire et in-situ a été menée. En parallèle, nous avons développé un modèle numérique de paroi multicouche, couplé à un modèle de bâtiment. Enfin, nous avons exploité ce couplage pour réaliser une optimisation multicritère à base d’algorithmes génétiques
The building sector has a great potential to improve energy efficiency and reduce the greenhouse gas emissions. Improvements to the building envelope and Innovations in building materials have the potential to achieve sustainability within the built environment. This PhD thesis focuses on the development of multifunctional façade elements in order to optimize the building energy consumption while maintaining an optimal indoor human thermal comfort. The proposed solution consist of using passive storage by means of phase change materials associated with alternative construction materials such as textile reinforced concrete (TRC). The aim of the study is to characterize mechanical and thermal properties of TRC composites and to evaluate the effect of PCMs on indoor thermal comfort. To meet these objectives, experimental devices have been set up for the characterization (at the component scale and in situ) of the mechanical and thermal behaviour of different TRC panels. In parallel, we have developed a numerical model for the prediction of wall temperature profiles. Finally, a multi-objective optimization of the façade elements is carried out using genetic algorithms to determine the better combinations able to combine the energy performance with the mechanical performance

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Kindangen, Jefrey Ignatius. "Contribution à l'étude des coefficients de vitesse à l'aide des réseaux de neurones : application à l'écoulement de l'air dans les bâtiments pour le confort thermique en climat tropical humide." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0108.

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Abstract:

Des études bibliographiques montrent que la prise en compte des grandeurs climatiques dominantes du climat tropical humide et leurs effets sur un être humain sont primordiales dans l'évaluation du confort thermique. Nous proposons ainsi un indice de confort adapté à ce climat. Dans ce type de climat, une des stratégies pour améliorer la qualité thermique d'un bâtiment est l'utilisation de la ventilation naturelle. Une étude paramétrique sur l'influence des éléments architecturaux permettant d'améliorer la vitesse d'air intérieur, et ensuite le confort thermique des usagers, a été réalisée à l'aide d'une méthode numérique de type CFD. Cette étude paramétrique nous a permis de constituer la base de données utilisée pour la réalisation du modèle prédictif de détermination des coefficients de vitesse. L'étude porte sur 1' exploitation de modèles dits comportementaux, pour le calcul des coefficients de vitesse de l'air dans les bâtiments. La méthode d'évaluation de ces coefficients proposés utilise les réseaux de neurones. Nous insistons sur les difficultés rencontrées avec les modèles classiques de la mécanique des fluides lorsque l'on cherche à évaluer les coefficients de vitesse, en tenant compte d'un nombre significatif de paramètres architecturaux. Les exploitations présentées montrent que les modèles proposés fonctionnent bien et permettent d'obtenir des résultats fiables, compte tenu d'un apprentissage du réseau de neurones raisonnable en temps de calcul. Nous avons établi un code d'évaluation du confort thermique en climat tropical humide dans une structure d'accueil modulaire: TRNSYS. Ce code repose sur un modèle simplifié des phénomènes de transferts et l'intégration du calcul du coefficient Cv à l'aide des réseaux de neurones mis en jeux. L'influence des paramètres architecturaux sur le confort thermique a également été étudiée
From library studies, it is shown that the dominant climatic factors in tropical humid regions and their effect on a human being are primordial and must be considered in the thermal comfort evaluation. We propose a comfort index the most adapted with this climate. Natural ventilation is one of two strategies to provide a satisfactory level of comfort in buildings which is reliable and economical in tropical conditions. The present study on the influence of the architectural elements allowing to improve the interior air speed, and then the thermal comfort, was realized using CFD codes. The study carried on a model so-called behavioural to predict interior air velocity coefficients in buildings using artificial neural networks. Due the difficulty to evaluate the interior airflow, it was therefore decided to look at how artificial intelligence techniques might facilitate the solution of the problem involved. The utilization of neural networks as a universal predictor is an interesting subject for investigation, given their ability to provide reliable results in situations where a large number of parameters have to be taken into account simultaneously. We established a thermal comfort assessment code in humid tropical regions in the modular structure: TRNSYS. This code's computer is based on a simplified model of transfers phenomena and the integration of the interior velocity coefficient prediction using artificial neural networks. Effects of architectural parameters on thermal comfort were also presented

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Hassan, Cyril. "Simulations, conception et réalisation d'un plafond chauffant et rafraîchissant pour des pièces à usage de bureau." Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1189.

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Abstract:

La prise en compte de considérations économiques et écologiques favorise la recherche du confort thermique dans les pièces à usage de bureau. Une étude du confort thermique chez l'homme met en avant les systèmes de climatisation par plafond rayonnant puisqu'ils pemettent un gain énergétique. Cependant, ces systèmes sont limités en puissance, surtout en rafraîchissement, pour un emploi dans le secteur tertiaire. Un système de climatisation par plafond rayonnant fut réalisé dans un bureau de l'Ecole des Mines de Paris, en y intégrant des caloducs souples plats car ils présentent l'avantage d'uniformiser les températures de surfaces et de pouvoir transmettre des flux thermiques élevés. Les essais effectués mettent en évidence l'impact d'un tel système sur les conditions de confort thermique : en chauffage, la température opérative augmente de 2 à 3 K et en rafraîchissement elle diminue de 3 à 4 K. Cette pièce a fait l'objet d'une étude numérique poussée : l'aéraulique a été modélisée à l'aide d'une simulation CFD réalisée avec le logiciel FLUENT® et le champ thermique l'a été grâce à une modélisation nodale en régime dynamique, réalisée avec le code de calcul thermique Thermette®. Ces simulations ont été utilisées pour améliorer la conception du système : ainsi, il a été mis en avant qu'en augmentant la superficie de la surface rayonnante utile et en améliorant le coefficient d'échange avec l'air ou en associant ce système à un préconditionnement thermique de l'air neuf entrant, le plafond rayonnant à panneaux caloducs pourrait transférer plus facilement la totalité des charges thermiques
Studies on thermal comfort in office spaces are encouraged by economic and environmental considerations. Radiant air-conditioning ceiling systems are efficient on thermal comfort because they do not create any discomfort and the air temperature is higher than with a all-air system. Their use is cheaper than with a conventional system and so, it provides energy saving. However, their cooling capacity is limited for an office use. After a sizing performed with the software COMFIE®, heat soft pipes are integrated in a radiant air-conditioning ceiling system. With this technology, uniform surface temperatures are observed and high heat transfer rates are achieved. During the tests, effects on the thermal comfort are noticed : operative temperature is higher to 2 or 3 K in heating mode, and lower 3 or 4 K in cooling mode. An advanced numerical simulation of this room is carried out : air velocity field is predicted with the CFD software FLUENT® and the thermal field is calculated with THERMETTE®. These simulations are used to improve the system design : by increasing the radiant ceiling area and the thermal convection coefficient or by a thermal preconditioning on air, the radiant air-conditioning ceiling system would be able to transfer more easily all thermal fluxes

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De, Munck Cécile. "Modélisation de la végétation urbaine et des stratégies d'adaptation au changement climatique pour l'amélioration du confort climatique et de la demande énergétique en ville." Thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://www.theses.fr/2013INPT0098/document.

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Abstract:

Les projections climatiques prévoient une amplification du réchauffement climatique, potentiellement exacerbée en milieu urbain du fait du phénomène d’îlot de chaleur urbain. La recrudescence d’évènements extrêmes comme les canicules peut avoir des conséquences écologiques, sanitaires, et économiques dramatiques à l’échelle des villes qui concentrent la population. Parmi les mesures d’adaptation visant à améliorer le confort climatique et la demande énergétique, la climatisation et le verdissement urbain constituent deux leviers d’action aux effets parfois antagonistes. Ce travail de thèse – mené dans le cadre des trois projets de recherche CLIM2, MUSCADE et VegDUD, propose d’évaluer ces effets par des simulations du climat urbain à l’échelle de l’agglomération parisienne. La modélisation repose en particulier sur le modèle de canopée urbaine TEB qui permet de simuler les échanges de chaleur, d’eau et de quantité de mouvement entre les surfaces urbaines et l’atmosphère, et depuis peu l’énergétique des bâtiments et des indices de confort thermique dans les bâtiments et dans les rues. Afin d’améliorer la prise en compte de la végétation urbaine dans TEB, un modèle de toitures végétalisées extensives a tout d’abord été développé et évalué. Différentes pratiques d’arrosage de la végétation urbaine au sol ou sur les toits ont également été paramétrées. Les scénarios d’adaptation de la ville de Paris par la climatisation, évalués dans le cadre de CLIM2 pour la canicule 2003 par des simulations couplées de TEB avec un modèle atmosphérique, ont mis en évidence que toutes les formes de climatisation qui rejettent de la chaleur dans l’atmosphère (sèche ou humide) génèrent une augmentation de la température des rues au niveau des piétons. Ce réchauffement, proportionnel à la puissance des rejets de chaleur sensible dans l’atmosphère, est en moyenne de 0.5 à 2°C, selon le niveau de déploiement de la climatisation. Différentes stratégies de verdissement ont ensuite été mises en œuvre et évaluées toujours sur Paris, en faisant varier soit la végétation au sol (plusieurs taux et types de végétation testés), soit celle en toiture (avec ou sans arrosage), soit les deux. Ces simulations, réalisées dans la configuration générale du projet MUSCADE, i.e. en mode forcé avec une version de TEB disposant d’un générateur dynamique d’îlot de chaleur urbain, ont montré que l’augmentation de la couverture végétale au sol a un pouvoir rafraîchissant plus efficace que les toitures végétalisées, et ce d’autant plus que le taux de verdissement et que la proportion d’arbres sont importants. Les toitures végétalisées quant à elles constituent le moyen le plus efficace de réduire la consommation d’énergie, non seulement estivale mais aussi à l’échelle annuelle, essentiellement grâce à leur pouvoir isolant
Climate projections predict an amplification of global warming, potentially exacerbated in urban areas by the urban heat island effect. More frequent extreme events such as heat waves may have severe public health, ecological, and economic consequences as cities concentrate population. Among the measures aiming at improving thermal comfort or energy demand, air conditioning and urban greening are measures that may have antagonistic effects. This PhD work is undertaken within the framework of three research projects, CLIM2, MUSCADE and VegDUD. Its objective is to evaluate the respective effects of air conditioning and urban greening based on urban climate simulations across the Paris area. The modelling relies on the Town Energy Balance (TEB) model, which simulates the exchange of heat, water and momentum between the urban surface and the atmosphere. It has been recently improved to simulate building energetics, as well as indoor and outdoor thermal comfort indices. To improve the description of urban vegetation within TEB, a green roof model has been developed and evaluated. In addition, watering practices have been implemented to model the watering of urban vegetation at ground or roof level. Within CLIM2, the air conditioning scenarios tested for adapting Paris city to the extreme temperatures of the 2003 heatwave have been evaluated based on simulations using TEB coupled with an atmospheric model. Results shows that all forms of conditioning that release waste heat (dry or wet) into the atmosphere generate a temperature increase in the streets. This warming is proportional to the power of the sensible heat releases in the atmosphere and is on average 0.5 to 2_C, depending on the level of deployment of the air conditioning. Then, the greening of Paris city has been evaluated based on simulations carried out with the general configuration of the MUSCADE project, i.e. with climate forcings and a dynamic urban heat island generator. The scenarios tested consisted in an increase in ground-base vegetation or an implementation of green roofs on compatible buildings, or the two combined, with the option of watering green roofs or not in summer. Results show that increasing the ground cover has a stronger cooling effect than implementing green roofs, and even more so when the greening rate and the proportion of trees are important. The green roofs are however the most effective way to reduce energy consumption, not only in summer but also on an annual basis, mainly due to their insulating properties

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Vinet, Jérôme. "Contribution à la modélisation thermo-aéraulique du microclimat urbain. Caractérisation de l'impact de l'eau et de la végétation sur les conditions de confort en espaces extérieurs." Phd thesis, Université de Nantes, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00490049.

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Abstract:

Les grandes villes, en période estivale, développent de plus en plus fréquemment certains problèmes liés au phénomène d'« îlot de chaleur urbain », comme les pics de pollution et la surconsommation énergétique due à la climatisation. La minéralisation des villes, en remplaçant la végétation et les zones humides par du béton et de l'asphalte contribue à ces nuisances. Notre objectif est alors de déterminer l'impact de la végétation et des bassins ou jets d'eau sur le microclimat urbain et sur les situations de confort thermique ressenties par un individu. Cette étude fait appel aux techniques de modélisation numérique. Dans la première partie, une importante synthèse bibliographique permet de faire le point sur des domaines aussi variés que la micro-climatologie urbaine, la simulation, l'urbanisme, l'arboriculture et le confort thermique en espace extérieur. Ces informations sont utiles lors de la mise en œuvre et de l'interprétation des simulations envisagées. Dans la deuxième partie, nous détaillons la réalisation d'un couplage thermo-aéraulique, basé sur deux outils numériques, SOLENE (logiciel d'ensoleillement et de thermique développé par le CERMA) et N3S (code de mécanique des fluides, développé par EDF). Ce couplage nécessite le développement de programmes spécifiques et de procédures d'interfaçage. Des éléments de validation sur des études de cas référencées, ainsi qu'une comparaison avec des mesures in-situ sont présentés. L'application de cette démarche à une étude de cas urbaine, la Place du Millénaire du quartier Antigone à Montpellier, permet d'analyser l'impact de la végétation sur le microclimat urbain et les conditions de confort en espace extérieur. La comparaison de trois situations, l'une sans végétation, l'autre avec la végétation actuelle et la dernière avec une végétation à taille adulte, démontre une évolution notable au cours des années des conditions microclimatiques et une amélioration sensible des situations de confort.

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Dissertations / Theses on the topic 'Sensation et confort thermique'

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