Efficacité énergétique et comportement de l'usager

Energy efficiency and user behavior

• Auteur / Autrice : Abbas Abbas
• Direction : Jean-François Dubé, Franck Cevaer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique, Génie Civil et Architecture
• Date : Soutenance le 17/06/2021
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et Génie Civil / LMGC
• Jury : Président / Présidente : Étienne Wurtz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Dubé, Franck Cevaer, Étienne Wurtz, Chadi Maalouf, Jean Castaing-Lasvignottes, André Chrysochoos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Chadi Maalouf, Jean Castaing-Lasvignottes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Consommation d'énergie

Sociétés de services en efficacité énergétique

Mots clés libres

Comportement d’usager

Efficacité énergétique

Consommation d’énergie

PAC air-Eau

Ballon électro solaire

Vmc df

User behavior

Energy efficiency

Energy consumption

Air-Water heat pump

Electro solar tank

Vmc df

Résumé

En France, le secteur du bâtiment est responsable de 46% de la consommation d'énergie finale et de 25% des émissions de gaz à effet de serre. À ce titre, la France s’est engagée pour la baisse de la consommation d’énergie finale à l’horizon 2050 par une rénovation énergétique profonde, un déploiement de technologies favorisant l’efficacité énergétique et des sources d’énergie décarbonées pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire, et de la généralisation de solutions permettant de maîtriser la consommation d’électricité.Le retour d'expérience des bâtiments écoénergétiques met en évidence la différence de consommation d'énergie entre les prévisions et les mesures sur site, ainsi que la surchauffe en été. Selon la communauté scientifique, bien que de multiples facteurs puissent expliquer ces différences, l'occupant semble être le facteur le plus influent par ses actions sur la température intérieure de consigne et la gestion des volets et des ouvrants.Le but de cette étude est d'analyser l’impact de comportement de l’individu réel sur un bâtiment expérimental en évaluant le confort thermique et la performance énergétique des postes consommateurs et producteurs d’énergies installés dans le bâtiment. L’objet d’étude est un bâtiment expérimental de 20 m² situé au sein de l'IUT de Nîmes, fortement instrumenté et équipé d’un ballon électro solaire, d’une pompe à chaleur air-eau réversible, d’une ventilation mécanique contrôlée double flux et des six panneaux photovoltaïques. Plusieurs techniques et protocoles sont utilisés pour contrôler l'équipement et acquérir des données. Les différents systèmes d’instrumentation et d’acquisition permettent de caractériser énergétiquement le bâtiment dans sa globalité mais aussi au niveau de chaque équipement.Les performances énergétiques de la pompe à chaleur air-eau, de la ventilation mécanique contrôlée double flux, du ballon électro solaire et de l’installation photovoltaïque sont évaluées mensuellement et confrontées à celles données par les constructeurs.L’analyse des consommations énergétiques du bâtiment est effectuée sur l’année complète 2020 sous les conditions climatiques locales acquises par une station météo installée sur site et d’actions de particulières de l’usager sur la température intérieure de consigne et la gestion des volets. Des bilans énergétiques hebdomadaires sont réalisés sur la base de scénarios de comportements simulés de l’usager expert ou contreproductif.Les simulations thermiques dynamiques du bâtiment entreprises par l’outil Pleiades, validée par les analyses in-situ, ont permis de confronter les scénarios conventionnels de la RT 2012 avec les scénarios réels tant météorologiques que comportementaux de l’usager sur les consommations énergétiques annuelles du bâtiment.

In France, the building sector is responsible for 46% of final energy consumption and 25% of greenhouse gas emissions. France is committed to reducing final energy consumption by 2050 through extensive energy renovation, the deployment of technologies that promote energy efficiency and low- carbon energy sources for heating and hot water production, and the widespread use of solutions to control electricity consumption.ENERGY-EFFICIENT building's feedback highlights the difference in energy consumption between predictions and on-site measurements, as well as overheating in summer. According to the scientific community, although multiple factors can explain these differences, the occupant seems to be the most influential factor through his actions on the indoor temperature set point and the management of shutters and openings.The aim of this study is analyzing the impact of the real individual behavior on an experimental building by evaluating the thermal comfort and the energy performance of the energy consuming and producing equipment’s installed in the building. The object of study is an experimental building of 20 m² located within the IUT of Nîmes, strongly instrumented and equipped with an electro solar tank, a reversible water-air heat pump, a double flow controlled mechanical ventilation and six photovoltaic panels. Several techniques and protocols are used to control the equipment and acquire data. The different instrumentation and acquisition systems allow the building’s energetic characterization in its globality and at the level of each equipment.The energy performances of the air-water heat pump, double flow mechanical ventilation, solar storage tank and photovoltaic installation are evaluated monthly and compared with those given by the manufacturers.The analysis of the building’s energy consumption is carried out over the full year 2020 under local climatic conditions acquired by a weather station installed on site and on the behavior actions of interior temperature set point and shutters management. Weekly energy balances are made based on simulated scenarios of user behavior expert or counterproductive.The building dynamic thermal simulations undertaken by the Pleiades tool, validated by the in-situ analyses, made it possible to compare the conventional scenarios of the RT 2012 with the real scenarios both meteorological and user behavioral on the building’s annual energy consumption.