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(titres de publication, de périodique et noms de colloque inclus)
2019-06-16 - Colloque/Article dans les actes avec comité de lecture - Français - 6 page(s)

Gazdallah Moncef , Feldheim Véronique , Bagein Michel , Wauquier Sébastien, "Optimisation énergétique des vérandas" in XIV Colloque International Franco-Québécois en énergie (CIFQ), 109, S10J3_3, Baie Saint Paul, Canada, 2019

  • Codes CREF : Recherche énergétique (DI2290)
  • Unités de recherche UMONS : Thermique et Combustion (F704)
  • Instituts UMONS : Institut de Recherche en Energétique (Energie)
Texte intégral :

Abstract(s) :

(Français) OPTIMISATION ENERGETIQUE DES VERANDAS : MISE AU POINT ET VALIDATION D’UN SIMULATEUR THERMIQUE. L'adjonction d'une véranda à une maison fournit un espace de vie supplémentaire avec un abondant apport de rayonnement solaire. Cependant, si elle réduit les exigences de chauffage d’une maison, sa mauvaise conception peut altérer son confort par des surchauffes et des refroidissements fréquents générant des surcoûts économiques et énergétiques. D’où la nécessité d’en optimiser les performances, et ce, dès la phase de conception. Sachant que chaque véranda est unique, évaluer a priori ses performances énergétiques et économiques nécessite des modèles hautement paramétrables de structure, de géolocalisation, de scénarii d’utilisation et de comportement thermique. Des algorithmes d'optimisation sont ensuite utilisés pour identifier les valeurs les plus efficaces des paramètres de construction qu’il conviendra d’intégrer à la construction de chaque véranda. Nous présenterons ici le modèle thermique conçu et implémenté pour simuler le comportement thermique de vérandas. Il nous a paru intéressant de décomposer la véranda, la maison à laquelle elle est adossée et l’extérieur en trois entités thermiques distinctes : la véranda, les interfaces (maison et extérieur) et les masques solaires (stores, obstacles extérieurs). Des valeurs de transfert de chaleur et de masse imposées entre ces zones constituent des paramètres du modèle thermique. Dans la plupart des logiciels existants, la modélisation des transferts de chaleur et de masse entre les entités que forment la véranda et son environnement offre des temps de réponse trop élevés (bien supérieurs à 15 minutes) pour les résolutions géométriques et temporelles nécessaires à l’évaluation d’un bilan thermique moyen annuel suffisamment précis. Ceci nous a amené à recon-cevoir l’ensemble de la chaîne de traitement du modèle thermique en visant un temps de réponse global inférieur à 10 secondes. Notre système prend en compte la géométrie d’une véranda quelconque par le biais d'un modèle de maillage volumique à résolution paramétrable [1] utilisant un schéma de subdivision de Catmull-Clark [1] généralisé à des polyèdres quelconques et un schéma de Loop [2] adapté aux tétraèdres et octaèdres. Ce modèle supporte une gamme d’opérateurs de subdivision indépendants des classes de polyèdres. Il discrétise la véranda en cellules hexaédriques à faces planes. Notre modèle thermique prend en compte le rayonnement (direct, indirect et diffus et en particulier la source solaire), les échanges convectifs à l’intérieur et à l’extérieur de la véranda ainsi que les transferts par conduction. Basé sur un système zonal, il considère tout d'abord les équations du bilan thermique de chacune des cellules de la véranda. Associées au bilan sensible du volume d'air, et aux échanges de chaleur et de masse à travers les connexions avec les autres cellules, ces équations constitueront l'équation matricielle d'état d'évolution des cellules de la véranda. Une véranda expérimentale instrumentée a été réalisée pour collecter des données en vraie grandeur pour valider le modèle thermique développé. [1] Catmull E., Clark J. " Recursively generated b-spline surfaces on arbitrary topological meshes" Computer-Aided Design. Vol. 10, Num. 6 (1978), 350 –355. [2] Loop.C. "Smooth Subdivision Surfaces Based on Triangles". University of Utah, USA, 1987.


Mots-clés :
  • (Français) optimiseur vérandas