projet 4c - agence nationale de la recherche · • système passif • coût de fonctionnement...
TRANSCRIPT
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/