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Développement d’un système de dalle activée thermiquement par le réseau de conditionnement d’air dans le cadre de la rénovation énergétique des bâtiments tertiaires Matthieu Labat et Sylvie Lorente

Description

Directeur :
Matthieu Labat et Sylvie Lorente
Date de début :
01/07/2018
Date de fin :
01/07/2021
Résumé
L’objectif des systèmes de climatisation dans les bâtiments tertiaires est de conjuguer trois besoins : 1. Ventilation hygiénique – c’est-à-dire permettre un renouvellement d’air intérieur suffisant pour limiter la concentration de CO2 et l’humidité, évacuer les polluants (Composés Organiques Volatils (COV), poussières, odeurs, …). Cette fonction est presque toujours assurée par des Centrales de Traitement d’Air (CTA). 2. Rafraichissement 3. Chauffage. Dans la majorité des constructions récentes, ces deux dernières fonctions sont assurées pendant toute l’année à l’aide d’une technologie spécifique dédiée et séparée de la ventilation hygiénique, alimentée par un réseau hydraulique. C’est dans ce contexte que le groupe VINCI-Energies a développé un concept innovant baptisé Greenfloor® au cours de ces dernières années. L’idée consiste à noyer les gaines de ventilation dans la dalle de béton des bâtiments neufs Ce projet de recherche s’appuie sur un concept mature et un démonstrateur opérationnel démontrant la faisabilité technique de la démarche. L’objectif est d’étendre la démarche au cas de la rénovation. La principale contrainte est que la structure existante ne peut supporter que la masse du plancher soit doublée. Du point de vue énergétique, le nouveau système thermique de stockage sera asymétrique, son comportement sera différent du système actuel. De fait il est nécessaire de trouver une solution technique qui combine : • Une faible masse ; • Une bonne transmission de la chaleur vers la partie supérieure du plancher ; • Une tenue mécanique compatible avec des activités de bureaux ; • Le respect de la règlementation incendie ; • La disponibilité des matériaux, leur coût et leur mise en œuvre. Les actions de recherche envisagées sont décomposées de la façon suivante : 1. Définition du système et étude thermique. Le système supérieur constitue un échangeur thermique dont le design est contraint par des aspects pratiques et règlementaires. Les performances thermiques pourraient être optimisées en jouant sur la géométrie, la nature des matériaux, la disposition des gaines ainsi que la structure de leur réseau. L’objectif serait de maximiser les échanges de chaleur tout en minimisant les pertes de charges, ce qui pourrait être fait en s’appuyant sur le principe énoncé par la loi constructale. 2. Régulation. La régulation du système étant un des paramètres clés de son efficacité, une attention significative sera portée sur ce point. Outre l’identification des temps de réponse caractéristiques du système, des techniques de régulation avancées (contrôle prédictif, contrôle adaptatif) seront abordées. 3. Modélisation. Le système sera modélisé dans un environnement compatible avec les exigences règlementaires actuelles, et qui permettra de tenir compte des techniques de régulation. Ce travail s’appuiera sur la modélisation existante du système Greenfloor®. 4. Robustesse du concept. Une étude de sensibilité du système sera proposée afin d’identifier les paramètres sensibles du système et évaluer la robustesse du concept. Une attention particulière sera portée aux conditions d’occupation et aux conditions extérieures.
Type de financement :
Convention CIFRE
Laboratoire :
LMDC - Laboratoire Matériaux Durabilité Constructions
Entreprise(s) partenaire(s) :
École doctorale :
MEGeP - Mécanique, Energétique, Génie civil & Procédés
Lien
Cette thèse est en cours.

Mot(s)-clé(s)

  • Énergétique du bâtiment