Développement et validation de modèles thermo-hydriques dans les bâtiments : influence de la condensation et des systèmes de traitement d'air couplés aux bâtiments

par Franck Lucas

Thèse de doctorat en Génie civil et thermique

Sous la direction de Jean-Claude Gatina.

Soutenue en 2001

à La Réunion .

mots clés

• Constructions -- Propriétés thermiques
• Résistance des matériaux
• Modèles mathématiques
• Humidité dans les constructions

Résumé

Les usagers d'un bâtiment ont des exigences grandissantes en matière de performance et de confort. Pour répondre à leurs attentes, les concepteurs disposent d'outils précieux : les modèles de simulation de comportement de bâtiments. Leur objectif est de permettre d'améliorer les performances d'un bâtiment confronté à des sollicitations diverses. Développer de nouveaux modèles permet d'améliorer la précision des codes de simulation et d'étendre leur champ d'application. Nous proposons d'ínvestir le champs des transferts thermo-hydriques dans le bâtiment afin d'évaluer l'adéquation et la pertinence des outils disponibles. Nous serons amenés à proposer des améliorations des codes existants. Après une étude des modèles purement thermiques, nous proposerons des modèles spécifiques permettant d'évaluer plus précisément les transferts hydriques dans un local. Une étude particulière des phénomènes de condensation en climat tropical humide permettra d'incorporer des modèles de comportement de matériaux. L'objectif est de prendre en compte les quantités d'eau stockées dans les parois et dans les matériaux afin d'évaluer strictement les risques de détérioration par moisissure ou condensation. Les systèmes de traitement d'air ont un rôle non négligeable dans les échanges hydriques d'un local. Ils y contribuent globalement par une déshumidification. Réciproquement, les charges latentes internes modifient fortement les performances d'un système. Dans le cadre de l'étude du couplage entre le bâtiment et le système de traitement d'air nous proposerons dans un premier temps une méthode afin de prendre en compte le fonctionnement dynamique d'un système pour des modèles à pas de temps réduits et des modèles horaires. Nous introduirons ensuite un nouveau modèle permettant d'évaluer la puissance latente d'un système et de déterminer ainsi les conditions hydriques résultantes. Nous présenterons enfin, les dispositifs expérimentaux spécifiques en site naturel et en ambiance contrôlée, utilisés dans le cadre du développement et de la validation des modèles proposés.

Titre traduit

Development and validation of thermal and moisture models for buildings. Influence of condensation and air conditioning systems

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