Thèse - Optimisation thermodynamique de l’enveloppe du bâtiment et des systèmes de contrôle de la qualité de l’air

Optimisation thermodynamique de l’enveloppe du bâtiment et des systèmes de contrôle de la qualité de l’air
Thermodynamic optimization of the building envelope and air quality control systems

Le secteur du bâtiment est l'un des secteurs les plus énergivore en Europe. Afin de réduire ses consommations énergétiques, il est nécessaire d'améliorer l'efficacité de l'enveloppe du bâtiment dans un cadre de rénovation des bâtiments anciens et de construction de bâtiments à zéro émission. Dans ce contexte, il est nécessaire de caractériser et d’identifier ce qu'est un "bon" mur. Il doit permettre une isolation thermique efficace pour des configurations de refroidissement ou de chauffage, c'est-à-dire en été ou en hiver. Toutefois, pendant les saisons intermédiaires comme le printemps ou l'automne, il peut arriver qu’une augmentation du transfert de chaleur soit nécessaire. Par conséquent, le contrôle du transfert de chaleur et de masse est crucial pour concevoir des bâtiments efficaces. Jusqu'à présent, toutes les mesures sont basées exclusivement sur le transfert de chaleur et ne prennent pas en compte l'influence de l'humidité. En effet, l'humidité est un paramètre important puisqu'elle a des effets non négligeables sur l'efficacité énergétique, la durabilité de la construction et la qualité de l'air intérieur.

L'objectif de la thèse est donc d’appliquer l’analyse thermodynamique via l’utilisation d’indicateurs innovants pour évaluer plus précisément la performance énergétique de l'ensemble du bâtiment, en considérant les transferts couplés de chaleur et de masse à travers des parois poreuses ainsi que les interactions entre le bâtiment avec les systèmes de chauffage, ventilation, et d’air conditionné.
Cette approche se basera sur la modélisation numérique à plusieurs échelles (paroi, enveloppe du bâtiment, bâtiment avec systèmes). Le travail de thèse comprendra notamment le développement et/ou l’utilisation d’outils numériques pour la modélisation des parois, du bâtiment et de ses systèmes.

La thèse s’inscrivant dans le cadre du projet financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) WALL-E « Wall building Efficiency evaluation by exergy analysis », elle pourra s’appuyer sur des expériences de laboratoire et des mesures in-situ effectués dans le cadre du projet WALL-E et des échanges avec les doctorants d’autres tâches.
L'originalité de la thèse est, à travers une compréhension des indicateurs classiquement utilisés dans le domaine du bâtiment et ceux dérivés des lois de la thermodynamique, de trouver les épaisseurs optimales de murs et d'isolation et les meilleures stratégies de contrôle des systèmes dans différentes conditions climatiques dynamiques.

Profil du candidat recherché :
Le candidat aura une formation d’ingénieur ou un Master 2 dans le domaine de l’énergétique et/ou thermodynamique et/ou du bâtiment. Il devra également avoir des compétences en calculs numériques. La connaissance des logiciels EnergyPlus et Matlab serait un plus .