Étude du confort et de l’efficacité énergétique d’un ERP en milieu méditerranéen

Study of the comfort and energy efficiency of an ERP building in a Mediterranean environment

• Auteur / Autrice : Keovathana Run
• Direction : Jean-François Dubé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique, Génie Civil et Architecture
• Date : Soutenance le 23/05/2024
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Ginestet, Stéphane Pagano, Franck Cevaer
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bérangère Lartigue, Chadi Maalouf

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chauffage

Habitations -- Réfection

Constructions -- Isolation thermique

Mots clés libres

Énergétique du bâtiment

Confort thermique

Qualité de l’air intérieur

Rénovation de bâtiments

Building Energetics

Thermal comfort

Indoor air quality

Building renovation

Résumé

L'intersection entre le confort de l’usager, la qualité de l'environnement intérieur (QEI) et l'utilisation de l'énergie vise à concevoir un environnement bâti durable peu énergivore qui respecte le confort de l’usager. Bien que l'Union Européenne cherche à réduire la consommation énergétique du secteur du bâtiment, équilibrer efficacement les trois aspects reste un défi majeur. Malgré les recherches sur la performance énergétique post-rénovation, des lacunes persistent concernant son impact réel sur la QEI et la satisfaction du confort des usagers.L'objectif principal de cette étude est d'analyser en profondeur la QEI, en se focalisant sur le confort thermique et la qualité de l'air intérieur dans les bâtiments universitaires avant et après les rénovations, tout en prenant en compte la satisfaction des usagers. Des capteurs climatiques et des compteurs électriques ont été installés sur le campus de l'IUT de Nîmes, situé dans le sud de la France. 43 salles de classe, 35 ateliers et 16 bureaux répartis dans quatre bâtiments du campus ont été équipés de capteurs climatiques, surveillant en continu la température, l'humidité relative et les niveaux de CO2 depuis 2020. Des enquêtes ont également été menées à quatre reprises pour évaluer les perceptions des étudiants concernant la QEI en fonction de l'état des bâtiments (avant et après la rénovation) pendant l'hiver et l'été. Cette étude a utilisé des approches rationnelles et adaptatives pour évaluer le confort thermique.L'étude révèle un défi persistant pour atteindre le confort thermique à l'IUT de Nîmes pendant l'été, en particulier dans les salles d'atelier malgré les rénovations, en raison des conditions climatiques très chaudes de la région. Les bâtiments rénovés ont montré de meilleures performances en termes de consommation d’énergie sans compromettre excessivement ou le confort des utilisateurs, mais leur étanchéité accrue a rendu la qualité de l'air intérieur plus dépendante des systèmes de ventilation mécanique, suscitant des préoccupations quant au maintien d'un débit de ventilation constant et adéquat.Les précédentes thèses du LMGC sur le sujet (Batier, Abbas) utilisaient des scénarios très simplifiés. Cette recherche conclut qu’étudier des paramètres de bâtiments réels est très complexe et rend une analyse peu précise en raison des diverses variables incontrôlables telles que les conditions environnementales intérieures et extérieures, les activités, les comportements des occupants. Dans le futur, il faudra envisager un intermédiaire entre ces deux approches.

The intersection between user comfort, Indoor Environmental Quality (IEQ), and energy usage forms a sustainable built environment centered around user needs. The European Union is seeking to reduce the energy consumption of the building sector, however, effectively balancing the three aspects remains a major challenge. Following the energy-efficient renovation, the energy performance has been studied and discussed amongst researchers, but significant gaps remain in investigating its impact on IEQ and user comfort in real settings.The primary goal of this study is to conduct a comprehensive analysis of the IEQ, focusing on thermal comfort and indoor air quality within university buildings before and after renovations by taken into account the users' satisfaction. For these objectives, climate sensors and electric meters were installed within the IUT of Nîmes campus, situated in the south of France under a Mediterranean climate. A total of 43 classrooms, 35 workshop rooms, and 16 offices across four buildings on the campus were equipped with climate sensors, which have been continuously monitoring indoor temperature, relative humidity, and CO2 levels since 2020. Moreover, field surveys were conducted four times to report the students' IEQ perceptions in response to the building states (pre- and post-renovation) during the winter and summer. To assess thermal comfort, this study employed both rational and adaptive approaches.The study reveals an ongoing challenge with attaining thermal comfort in the IUT of Nîmes during the summer, particularly in the workshop rooms despite renovations due to the region's hot climate conditions. Overall, the renovated buildings have proved to perform better in terms of energy usage without excessively compromising indoor climates or users’ comfort. However, it is noteworthy that the now-airtight buildings have made indoor air quality more reliant on mechanical ventilation systems, raising concerns about maintaining a consistent and adequate ventilation rate.Previous LMGC theses on the subject (Batier, Abbas) used very simplified scenarios. This research concludes that studying the parameters of real buildings is very complex and renders the analysis imprecise because of the various uncontrollable variables such as indoor and outdoor environmental conditions, activities, and occupant behavior. In the future, an intermediary between the two approaches should be considered.