Contribution à l'amélioration de la technique du plancher solaire direct : analyse de la solution dalles minces et gestion optimisée du chauffage d'appoint

Contribution to direct solar floor heating system improvements: analysis of the thin floors solution and optimized management of the auxiliary heating

• Auteur / Autrice : Philippe Papillon
• Direction : Gilbert Achard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Chambéry

Résumé

Ces travaux sont consacrés à l'étude du plancher solaire direct (p. S. D. ) dont le principe consiste à coupler directement des capteurs solaires à un plancher chauffant d'épaisseur importante permettant d'assurer les rôles d'émetteur et de stockage. Dans ce procédé, deux points sont critiques du point de vue des charges d’investissement : 1) l'épaisseur importante de la dalle chauffante, 2) le système de chauffage dont l'émetteur doit être indépendant du plancher chauffant. Au cours de cette étude, nous avons cherché à apporter des solutions simples à ces deux problèmes. Pour conduire cette étude, nous avons fait appel à deux outils distincts: 1) la modélisation numérique détaillée. Pour cela, le logiciel trnsys a été utilisé et un modèle bidimensionnel de plancher chauffant utilisant une méthode convolutive a été élaboré, 2) l'expérimentation sur site réel avec un bâtiment de 100 m#2 équipé d'un plancher chauffant et d'une installation hydraulique couplée à une chaudière et/ou à 17 m#2 de capteurs solaires. Dans un premier temps, l'analyse de la réduction de l'épaisseur des dalles chauffantes sur les performances du psd a été réalisée, permettant ainsi d'élaborer diverses règles de conception liées a la mise en œuvre de dalles d'épaisseur réduite par rapport aux épaisseurs préconisées jusqu'à maintenant. Au cours d'une seconde étape, nous avons été amenés à développer un système de commande-régulation permettant d'assurer, de façon performante, la distribution des énergies solaire et d'appoint. Pour cela, nous avons fait appel à des techniques innovantes basées sur l'utilisation de modèles simplifies de comportement dont les paramètres sont identifiés en ligne à partir de la mesure des températures caractéristiques du système, pour cette seconde étape, les résultats numériques ont été complètés par une validation in-situ sur l'installation expérimentale.