Étude du vitrage thermochrome soumis au rayonnement solaire en physique du bâtiment
Auteur / Autrice : | Arthur Ah-Nieme |
Direction : | Harry Boyer |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique du bâtiment |
Date : | Soutenance le 14/12/2020 |
Etablissement(s) : | La Réunion |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion ; 2010-...) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de physique et d'Ingénierie mathématique pour l'énergie et l'environnement (Saint-Denis, Réunion) |
Jury : | Président / Présidente : Étienne Wurtz |
Examinateurs / Examinatrices : Laëtitia Adelard, Joseph Virgone, Dimitri Bigot | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Georges Zissis, Marjorie Musy |
Mots clés
Résumé
Cette thèse présente l’étude du vitrage thermochrome (VTC) soumis au rayonnement solaire en physique du bâtiment. Ce travail de recherche s’inscrit dans la thématique de l’efficacité énergétique de l’enveloppe du bâtiment. En effet, le VTC, qui est une technologie innovante et dynamique, a la capacité de moduler sa transmission d’énergie en fonction de sa propre température. Pour les milieux tropicaux où le gisement solaire est important, ce type de vitrage peut de façon autonome, réduire significativement la transmission de chaleur à l’intérieur des bâtiments tout en maintenant une quantité de lumière naturelle suffisante pour le confort des occupants. Le but est donc de modéliser le comportement du VTC. Tout d’abord, une expérimentation unique en milieu tropical a été mise en place sur une cellule expérimentale à échelle 1 équipée d’un VTC. Il a été possible de tirer plusieurs conclusions suites aux observations : le champ de température du VTC est sensible à l’absorption du rayonnement solaire et il présente une répartition hétérogène quand des masques proches sont présents (comme dans notre cas). À partir de ces observations expérimentales, un modèle original a été proposé. Il s’agit d’une part de la formulation de la fonction qui régit la variation des propriétés thermo-optiques en fonction de la température ; et d’autre part, un modèle à discrétisation spatiale en deux dimensions sur la surface du VTC en prenant en compte les sollicitations du rayonnement solaire et des masques proches. Le modèle 2D a ensuite été implémenté dans un système global de bâtiment avec le modèle thermique 1D et le modèle d’éclairement naturel. Tous les modèles ont été intégrés dans PITAYA : plateforme pour l’analyse intégrée de la thermique et de l’éclairement naturel. Finalement, les modèles de PITAYA ont été confrontés aux mesures issues de l’expérimentation pour une validation. Les résultats de validation sur la thermique montrent que le modèle est fiable et précis. Néanmoins, les résultats en photométrie, qui sont encourageants, nécessitent d’apporter des améliorations supplémentaires au modèle.