Mesure in situ des performances aérauliques d’un système de ventilation naturelle par conduit

In situ assessment of the aeraulic performance of a passive stack ventilation system

• Auteur / Autrice : Gabriel André Henri Remion
• Direction : Mohamed El Mankibi, Bassam Moujalled
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Thermique énergétique
• Date : Soutenance le 18/12/2020
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole nationale des travaux publics de l'Etat (Vaulx-en-Velin, Rhône ; 1975-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône ; 1970-)
• Jury : Président / Présidente : Marjorie Musy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphanie Giroux-Julien, Jelle Laverge, Simon Rouchier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stéphane Lassue, Pascal Stabat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Kalman, Filtrage de

Débitmétrie

Ventilation naturelle

Mots clés libres

Ventilation naturelle

Mesure du débit dynamique

Logement multi-zone

Méthode gaz traceur

Filtre de Kalman

Natural ventilation

Dynamic airflow measurement

Multi-zone dwelling

Tracer mas methods

Kalman filter

Résumé

La présente thèse a pour objectif de développer un protocole d’évaluation des performances aérauliques d’un système de ventilation naturelle. Ce protocole a particulièrement trait au système de ventilation par conduit, qui est largement représenté dans les logements français, et qui est directement impliqué dans les systèmes de ventilation hybride. La variabilité et l’instabilité des débits d’air engendrés par les systèmes de ventilation naturelle compliquent l’évaluation de leur performance aéraulique, évaluation encore plus compliquée si le bâtiment testé possède plusieurs zones. Le travail présenté a d’abord identifié la méthode par décroissance de la concentration gaz traceur, comme étant la mieux adaptée à l’évaluation de la performance aéraulique des systèmes de ventilation naturelle. Sa fiabilité a été améliorée expérimentalement et numériquement à l’aide d’une procédure de pré-traitement des données de concentration en gaz traceur, et de l’outil de traitement du signal « filtre de Kalman ». Ces deux éléments conjoints permettent de dépasser les contraintes apportées par l’application multi-zone d’une méthode gaz traceur. Une solution « clé-en-main » est finalement proposée, afin que chaque mesureur puisse implémenter la mesure des performances aérauliques d’un système de ventilation naturelle par conduit installé dans un logement.

The PhD thesis presented in this manuscript aims at developing a measurement protocol able to assess the real performance of natural ventilation systems in dwellings. It particularly focuses on passive-stack ventilation systems, which represent a large part of natural ventilation systems implemented in French dwellings and which are involved in hybrid ventilation systems. Measuring the aeraulic performance of natural ventilation is a challenging task, which is even more challenging when speaking of multi-zones buildings. The presented work first identifies the tracer gas decay method as the most suitable method to assess natural ventilation’s aeraulic performance. Its reliability is experimentally and numerically increased thanks to a procedure that pre-treats concentration data, and to the implementation of the Kalman filter. Both allow to overcome constraints that the application of a tracer gas method in a multi-zones dwelling brings. Finally, a turnkey solution is proposed that allows any measurer to measure the aeraulic performance of a passive-stack ventilation system implemented in a multi-zones dwelling.