Optimisation géométrique pour la réhabilitation thermique des enveloppes des bâtiments

Geometric optimization for thermal rehabilitation of building envelopes

• Auteur / Autrice : Sultan Alpar
• Direction : Rafik Belarbi, Julien Berger
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Energétique et thermique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : La Rochelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Euclide (La Rochelle ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement (La Rochelle)

Mots clés

Mots clés libres

Transfert de chaleur

Méthode des éléments limites

Rayonnement à ondes courtes

Heat transfer

Boundary element method

Short wave radiation

Résumé

Le secteur du bâtiment représente un important gisement d'économie d'énergie et de réduction de gaz à effet de serre. Il constitue aussi une souffrance sociétale majeure liée à l'amélioration du cadre de la vie des occupants pourrait avoir le recours à des solutions peu énergivores et à faible empreinte environnementale. Le Grenelle de l'environnement avait bien pris la mesure de ces enjeux depuis ce Le domaine du bâtiment et de l'urbanisme correspondait à un des six grands chantiers des lois Grenelle. A l'échéance 2050, il s'agira d'avoir divisé par quatre les émissions de CO2 du secteur par rapport à 1990. En particulier, Côté parc existant, le parc résidentiel avec ces 32 millions de logements, doit impérativement se rénover à un rythme soutenu de 500 000 rénovations complètes de logements chaque année à compter de 2017 . Cependant, une principale barrière à la réussite de l'acte de réhabilitation du patrimoine bâti est le fait que l'ensemble des outils existants pour concevoir une rénovation énergétique génératrice des parois planes par association de couches de matériaux. Ainsi, la problématique scientifique est donc la suivante : peut-on améliorer la performance énergétique des paroisses existantes en optimisant leur géométrie ? En particulier, est-il possible d'avoir une répartition optimale de l'isolant au regard de l'asymétrie du flux radiatif incident ? Pour répondre à cette question, deux manques sont relevés lors de l'examen des différentes contributions de la littérature à ce sujet. Tout d'abord, aucun travail n'est réalisé sur l'optimisation géométrique des parois opaques en régime dynamique. Ensuite, les outils actuels sont limitants car (1) coûteux numériquement et (2) constituent uniquement des parois planes comme données d'entrée.

The building sector represents an important source of energy savings and greenhouse gas reduction. It also constitutes a major societal suffering linked to the improvement of the framework of the occupants' lives could have recourse to energy-efficient solutions with a low environmental footprint. The Grenelle de l'environnement had taken the measure of these issues since then. The field of building and town planning corresponded to one of the six major projects of the Grenelle laws. By 2050, CO2 emissions from the sector will have been divided by four compared to 1990. In particular, on the existing stock side, the residential stock with these 32 million housing units, must be renovated at a sustained rate of 500,000 complete housing renovations each year from 2017. However, a main barrier to the success of the act of rehabilitation of built heritage is the fact that all of the existing tools for designing an energy renovation generating flat walls by association of layers of materials. So, the scientific problem is the following: can we improve the energy performance of existing parishes by optimizing their geometry? In particular, is it possible to have an optimal distribution of the insulation with regard to the asymmetry of the incident radiative flux? To answer this question, two gaps are noted when examining the different contributions to the literature on this subject. First of all, no work is carried out on the geometric optimization of opaque walls in dynamic regime. Then, current tools are limiting because (1) they are numerically expensive and (2) they only provide flat walls as input data.