Alain BASTIDE,

Laboratoire PIMENT La Réunion

Etienne WURTZ,

Laboratoire LEB CEA-INES

Projet 4C Appel à projets HABISOL 2008

Le projet 4C

Confort en Climat Chaud sans Climatiser

Partenaires :

Date de début du projet : Février 2009

Date de fin du projet : Décembre 2011 -> Décembre 2012

Budget total : 2.2M€

Aide accordée : 900 k€

Rappel du contexte et des enjeux

• Coût à l’achat d’ouvrants adaptés • Système passif • Coût de fonctionnement quasi-nul

Amélioration du confort thermique

• Coût à l’achat faible • Système actif de traitement d’air • Coût de fonctionnement • Coût de maintenance

Réduction des dépenses énergétiques

(GIEC) relèvement de la température moyenne de l'atmosphère terrestre de 1,5 à 6 °C d'ici à la fin du siècle

Décarbonner les bâtiments

Il va falloir s’adapter au climat chaud

Objectifs et positionnement du projet

Amélioration Évaluation des flux convectifs, conductifs, hydriques, radiatifs

Amélioration de la prédiction du confort thermique

Contrôle actif des ouvrants pour un confort thermique local et

global optimal

Situation Energétique Alarmante Milieux insulaires

DOM : Expertise pour le climat chaud

Objectif n°1

Objectif n°3

Objectif n°2

Défis scientifiques et technologiques

Modélisations multi-échelles transferts thermo-hygro-aérauliques

Modélisation Echelles

Intermédiaires

Modélisation Petites Echelles

Modélisation Grandes Echelles

Contrôle Grandes Echelles

Contrôle Petites Echelles

Contrôle optimal multi-échelles Du confort thermique

Résultats : Globaux

Site de St-Pierre de la Réunion. Enerpos. Source PIMENT

La Guadeloupe : Faible inertie

La Corse : Forte inertie

La Réunion : moyenne inertie

Cavité ouverte

Cavité fermée

1

0

W

/

m

²

2

0

W

/

m

²

4

0

W

/

m

²

8

0

W

/

m

²

Maillage champ aéraulique Maillage champ thermique

Climat méditerranéen

Climat tropical chaud

avec fort contraste jour/nuit

Protections solaires

Végétation autour du bâtiment

PV

Climat tropical chaud et

humide

Cavité différentiellement chauffée Source : PPRIME

.Source : GRER

Rafraichissement passif des structures à faible inertie Source : LOCIE

Canal incliné asymétriquement chauffé

Approche fine basée sur des modèles thermo-aéraulique. Source : LOCIE , PIMENT

Site du CNRS de Cargèse Source LOCIE

Ventilation naturelle. Source PIMENT

Relevé de températures. Source PIMENT

Résultats : Expérimentations / Modélisations fines

GRER

P’PRIME PIMENT/LEPTIAB

Développement de modèles Grandes Echelles pour les bâtiments ouverts

et fermés

Développement de modèles de conditions limites pour les

géométries ouvertes

Simulation SGS et DNS

Grands nombres de Reynolds Grands nombres de Rayleigh Grands nombres de Schmitt

Production d’informations fines

Résultats : Modèles Réduits et Contrôle optimal local

Démarche : contrôle des écoulements par simulation numérique en utilisation des modèles d’ordre réduit (ROM)

Possibilité de faire du contrôle actif local en temps quasi-réel

Utilisation de ROM : POD/Galerkin

Très rapide, peu de mémoire nécessaire

Qualité du contrôle dépendant de la qualité du ROM

LEPTIAB

Boucle de contrôle (ONLINE)

Construction du ROM (OFFLINE)

Résultats : Production de modèles réduits basés sur des lois de conservation

Production d’informations intermédiaires

Qualité des résultats réduits proches de la SGS

PIMENT

LOCIE

Résultats : Contrôle Global

Modèle Réduit

POD/ROM

LEPTIAB

Modèle Réduit

Intégration des Inerties

CETHIL

LOCIE

SOMFY

ADRET

LAFARGE

CETHIL

Modèle Inter.

LOCIE

PIMENT

Cond, Conv, Ray

Conclusions et perspectives

Les trois réalisations traitées dans ce projet montrent la pertinence d’une conception

intégrée de bâtiments adaptée à l’usage et exploitant le potentiel des ressources

naturelles sans recourir à des systèmes thermodynamiques actifs.

Ce projet a accéléré le transfert entre la recherche amont sur le développement de modèles de grandes structures turbulentes pour la convection naturelle, le contrôle/commande fin et le domaine du bâtiment.

Ce projet a permis le développement de nouveaux contrôleurs pour le bâtiment grâce

à des apports originaux en termes de réduction de modèles aérauliques.

Conclusions et perspectives

En route vers la rénovation et ses problématiques « contraignantes » … et vers la modélisation de

quartiers

Inauguration du bâtiment CHARPAK

Le 13 avril 2012 À l’occasion de

L’ÉCOLE THÉMATIQUE SIMUREX

Fiabilité des codes et incertitudes des mesures

du 9 au 15 avril 2012 IES CNRS Cargèse, Corse

http://simurex.ibpsa.fr/