Anass DARS de l'institut

Sujet de thèse

OPTIMISATION DES SYSTÈMES RAYONNANTS EN VUE DE L'AMÉLIORATION DU CONFORT THERMIQUE.

Résumé :

Dans un contexte énergétique difficile (COP 2026) et réglementaire plus contraignant dans le secteur du bâtiment (RE2020), l’architecture bioclimatique caractérisée notamment par des façades hautement vitrées connait un intérêt grandissant ces dernières années en raison de l’apport solaire, de la lumière et de l’aspect esthétique induit par l’exigence des utilisateurs quant au confort visuel. Cependant, les façades vitrées mal conçues affectent considérablement le confort thermique des occupants, en raison des grandes surfaces chaudes résultant de la dissipation du rayonnement solaire. Ainsi, les façades vitrées dans les bâtiments économes en énergie nécessitent une conception adéquate pour maintenir un compromis entre le confort thermique et la performance énergétique recherchée. Les travaux présentés dans la littérature abordent majoritairement la problématique du confort thermique des bâtiments vitrés en période estivale, dont l’accent est mis sur l’étude et l’optimisation des systèmes de conditionnement d’air fortement sollicités dans cette période. Dans ce cadre peu de travaux ont été menés dans ce type de bâtiments et sur les systèmes de chauffage ainsi que sur les systèmes de production de la chaleur, dans un contexte hivernal, en intégrant le confort thermique des occupants. Dans ce cadre, il est primordial de comprendre et de formaliser la corrélation entre les paramètres de conception de l’enveloppe du bâtiment, le confort thermique et la consommation énergétique, pour une meilleure intégration du confort thermique lors de la conception de bâtiments. Les systèmes de chauffage et de rafraîchissement rayonnants sont de plus en plus déployés dans les bâtiments modernes à basse consommation énergétique. Ils sont caractérisés par une température opérative uniforme résultant principalement du transfert de chaleur radiatif avec utilisation de fluides à basse température (30°C à 35°C) pour le chauffage et à température modérée (14°C à 18°C) pour le refroidissement, et le potentiel de couplage avec des systèmes solaires thermiques même dans les régions à faible potentiel solaire. Cependant, les défis causés par la réponse thermique lente des systèmes radiants intégrés, induite par l’inertie thermique des matériaux, leur comportement thermique sous exposition solaire prolongée, et la condensation de l’eau pendant la saison de refroidissement impactent significativement le confort thermique des occupants. Ce projet de thèse proposera de se pencher sur l’amélioration du confort thermique des occupants dans les bâtiments équipés par les systèmes rayonnants. Une optimisation multi-objectifs sera menée afin de tenir compte de divers facteurs intrinsèques et extrinsèques et leurs impacts sur le confort thermique et la consommation énergétique. Des approches de modélisation et de méta-modélisation seront utilisés pour développer un outil d’aide à la décision. Les modèles développés seront validés par les mesures expérimentales in-situ à réaliser sur la cellule test expérimentale BBC+. Ces données sont nécessaires pour appréhender avec plus de précision la température de consigne ou la température de base intérieure d’un bâtiment.

Encadrant

Mohammed LACHI
Tala MOUSSA