Добірка наукової літератури з теми "Performances du bâtiment"

Ce travail a été consacré à l’estimation des performances énergétiques d’un local assimilé à être à usage d’habitation ou administratif dans le contexte algérien en particulier et maghrébin en général, afin d’analyser les performances en terme d’économie et de confort en fonction de l’enveloppe. Pour cela on a fait appel à un des outils de simulation les plus puissants permettant de prendre en compte le plus finement possible les différents problèmes thermiques présents dans notre système. Il s’agit de TRNSYS avec IISIBAT compte tenu de sa souplesse, sa structure modulaire et de l’ampleur de son domaine d’application.

Parmi les différents diagnostics mis en oeuvre dans le bâtiment, le diagnostic de performance énergétique (DPE) renseigne sur la performance énergétique en évaluant sa consommation d'énergie et son impact en termes d'émission de gaz à effet de serre. Le contenu et les modalités d'établissement du DPE sont réglementés en France depuis plus de 10 ans. Les DPE ont ainsi produit des données, des rapports, des guides, des logiciels... utilisés pour élaborer les stratégies de réhabilitation énergétique du parc immobilier. Mais aujourd’hui les retours d’expériences interrogent la qualité de ces DPE. En effet, alors que ces diagnostics influencent le marché de l’immobilier, différentes enquêtes ont montré qu’ils manquaient de fiabilité... Dans ces conditions, il semble difficile d’assurer la qualité des prises de décision pour une transition énergétique efficace dans le secteur du bâtiment. Il apparaît que l’évaluation de la performance énergétique des bâtiments relève d’une problématique complexe qui fait appel à un ensemble de connaissances dans des domaines variés. Définir la performance énergétique d’un bâtiment renvoie à toutes les difficultés de compréhension posées par l'appréhension d'une réalité complexe. Cet article présente comment la vision systémique permet d’appréhender la problématique complexe de l’évaluation de la performance énergétique des bâtiments. Avec plusieurs exemples, il montre comment la modélisation des systèmes, l’identification des facteurs complexes et leurs influences vont permettre de caractériser les différentes sources d'erreurs. Enfin, l’article propose des actions visant à réduire ces sources d’erreurs et à améliorer l’intégration des exigences du développement durable dans le secteur du bâtiment.

Jusqu’à l’heure actuelle, le silicium cristallin demeure sans conteste le matériau dominant dans le marché du photovoltaïque. Cependant, les procédés industriels utilisés pour son élaboration sont onéreux car très énergivores et constituent de ce fait un frein à l’expansion des installations photovoltaïques. Afin de lever ce verrou technologique, le recours aux technologies couches minces à base de divers matériaux (a-Si, CdTe, CIS, CIGS, ..) relativement moins coûteuses que celle du silicium cristallin et dont le rendement est en perpétuelle évolution semble être une alternative prometteuse. Dans cet article nous présentons une étude comparative sur les performances de modules photovoltaïques à base de silicium de différentes technologies (c-Si, p-Si et a-Si) pour diverses conditions climatiques. Une campagne de tests en milieu naturel pour un climat de type méditerranéen a été réalisée durant la période juillet-août 2012 sur le site de l’UDES situé à Bou Ismaïl (Tipaza). Deux configurations ont été expérimentées pour effectuer ces tests. La première, où les modules sont disposés en position inclinée à la latitude du site et la deuxième, où ils sont installés dans une position verticale pour simuler le cas de leur intégration dans un bâtiment. Cette étude a notamment montré que le module couche mince en silicium amorphe présente son meilleur rendement dans le cas ‘incliné’ pour des conditions climatiques caractérisées par une composante importante du rayonnement diffus. Pour la position ‘verticale’ ce module présente le rendement le plus stable comparativement aux modules cristallins.

Dans cet article, nous évaluons les performances de classification de trois algorithmes non paramétriques (kNN, RF et SVM) en utilisant les données multi-temporelles de trois satellites (Sentinel-1, Alos-Palsar-2 et Sentinel-2) et de leurs combinaisons. La zone d'étude choisie se caractérise par un climat méditerranéen subhumide et une topographie très accidentée qui rend la classification d’occupation du sol particulièrement difficile. En outre, elle contient une aire protégée nommée Jbel Moussa et présente une diversité biologique exceptionnelle. Afin de suivre le couvert végétal de cette dernière, nous avons acquis et prétraités les images satellitaires optiques et radar pour la période du 1er janvier au 31 décembre 2017. Ensuite, nous avons combiné les trois satellites, soit douze scénarios produits. Des cartes de classifications illustrent notre approche. Un total de trente-six classifications a été obtenu, en se basant sur sept classes : eau, bâtiment et infrastructures, sol nu, végétation peu dense, prairies, forêt peu dense et forêt dense. Les résultats ont montré que pour tous les scénarios, la précision globale la plus élevée a été produite par RF (53,03%-93,06%), suivie de kNN (49,16%-89,63%), tandis que SVM (47,86%-86,08%) a produit la précision de classification la plus faible. L'étude a également montré une similitude entre les performances de la combinaison des trois satellites et celles de Sentinel-2 seul. Les estimations de la superficie pour les différentes classes vont de 0,85 km2 (0,11% de la zone d'étude) à 326,84 km2 (41,31% de la zone d'étude)

L’élevage des ruminants est caractérisé par une diversité importante de conduites et de pratiques ayant un impact sur le bien-être des animaux. En plein air, les animaux peuvent être exposés à des variations climatiques. En bâtiment, la liberté des mouvements et la qualité de l’aire de couchage sont des facteurs déterminants du confort ressenti par l’animal et de son état sanitaire. Une alimentation inadaptée aux besoins physiologiques, peut provoquer des perturbations métaboliques ou des déviations comportementales. Les modifications des groupes sociaux sont également potentiellement néfastes. Par exemple, des remaniements fréquents de la composition d’un groupe conduisent à un stress et une dégradation de l’état sanitaire et des performances zootechniques. Les interventions comme la castration, l’écornage ou la césarienne, semblent avoir un impact d’une durée limitée sur l’animal. Enfin, l’importance de la relation homme – animal sur le bien-être des ruminants semble accrue du fait de la tendance à une augmentation du nombre d’animaux par soigneur et une diminution du temps passé par animal. En conclusion, une multitude de facteurs, correspondant majoritairement aux conditions d’élevage et aux interventions zootechniques, peut influencer le bien-être des ruminants. Les recherches dans ce domaine doivent s’orienter sur l’impact des pratiques ainsi que les alternatives à développer.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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