Etude de stratégies de ventilation pour améliorer la qualité environnementale intérieure et le confort des occupants en milieu scolaire

• Main Author: Dhalluin, Adrien
• Language: FRE
• Published: Université de La Rochelle 2012
• Subjects: [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other; Stratégies de ventilation; Qualité environnementale intérieure; Qualité de l'air; Confort; Expérimentations in situ; Modèle thermo aéraulique multizone
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00823905; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/82/39/05/PDF/2012Dhalluin30143.pdf

La ventilation est un secteur clé du bâtiment, dont le rôle est d'assurer un air sain et confortable toute l'année, ce qui est rarement le cas dans les bâtiments scolaires, tout en minimisant les consommations énergétiques. Nos travaux consistent à apporter des éléments de réponses et des pistes d'amélioration pour l'élaboration de stratégies de ventilation appropriées au milieu scolaire, à partir de travaux expérimentaux et numériques. Pour ce faire, quatre modes de ventilation (naturelle et mixte) ont été testés dans des salles de classes de l'Université de La Rochelle, et leurs performances ont été comparées via une évaluation multicritère basée sur les paramètres physiques caractérisant l'environnement intérieur, les indices de confort (subjectif, analytique et adaptatif) et des critères énergétiques. Des méthodes normatives de classification et des estimations de consommations énergétiques nous ont permis de conclure, que le système de ventilation naturelle par ouverture automatisée des fenêtres, contrôlé par la détection de présence et des paramètres thermiques (système SOS), est le meilleur compromis. Nous soumettons toutefois dans ce manuscrit, un certain nombre d'améliorations à apporter à ce système.Notre contribution porte également sur la connaissance des mécanismes du confort humain et en particulier ses réactions adaptatives, en définissant les conditions favorables au confort et en proposant des modèles prédictifs du confort global, de l'ajustement personnel ainsi que du contrôle individuel de l'ambiance par les occupants. Ces résultats ont notamment pour vocation d'améliorer la prise en compte des interactions entre les occupants et leur environnement dans les simulations numériques et pourraient également servir de base au développement d'une stratégie de ventilation optimisée. Au niveau numérique, nous proposons des simulations annuelles de quatre stratégies de ventilation, très proches de celles testées sur site, à l'aide d'un code thermo-aéraulique multizone (couplage Trnsys/Contam), que nous avons validé à partir de certaines séquences de mesures. En tenant compte d'un scénario d'occupation scolaire standard et du fichier météorologique correspondant à la station de La Rochelle, nous avons notamment montré qu'il est primordial de pré-chauffer l'air d'un système de ventilation mécanique, sous peine d'être confronté à des besoins de chauffage insurmontables. En introduisant une puissance de chauffage illimitée, permettant de maintenir une température minimale acceptable et ainsi de simuler des conditions d'enseignement réalistes, il apparaît que la meilleure qualité environnementale intérieure est à nouveau obtenue avec le système SOS. Notre modèle nous donne désormais la possibilité de multiplier les stratégies de ventilation, ainsi que les scénarios d'occupation, les conditions climatiques ou tout autre étude paramétrique, afin d'élaborer les meilleures stratégies de ventilation dans chaque configuration.