Identification de la performance énergétique intrinsèque des bâtiments collectifs et tertiaires à partir de mesures in-situ

Abstract

L'efficacité énergétique des bâtiments est un facteur clé pour réduire les émissions de CO2. Les États membres de l'UE se sont engagés à améliorer celle-ci afin de répondre aux critères fixés par la directive sur la performance énergétique des bâtiments. Malgré l'adoption de réglementations dans le domaine, la performance énergétique réelle présente souvent un écart par rapport à celle prévue. Afin de combler cet écart, il est important de disposer d'indicateurs de performance fiables pour garantir la qualité des bâtiments. L'application de méthodes in-situ après les phases de construction ou de rénovation permet de mesurer des indicateurs de performance, tels que le coefficient de perte de chaleur totale (HLC) ou le coefficient de transfert de chaleur de transmission (HTC). Différentes méthodes in-situ d'estimation de la performance énergétique des bâtiments sont aujourd'hui disponibles avec des protocoles, des principes mathématiques et des domaines d'application variés. Parmi ces méthodes, celles avec un protocole de mesure rapide ont été principalement conçues pour être appliquées aux maisons individuelles. Cependant, les logements collectifs et les bâtiments tertiaires représentent une part importante du parc immobilier, ce qui leur confère un potentiel important d'économies d'énergie. Le présent travail étudie l'applicabilité d'une méthode de courte durée pour des bâtiments de grande taille. La méthode ISABELE a été choisie pour être adaptée à cette typologie de bâtiment. Cette méthode a été initialement conçue pour identifier la performance thermique de l'enveloppe de maisons individuelles. Le premier défi rencontré dans l'adaptation de cette méthode est lié aux dimensions importantes des bâtiments collectifs et tertiaires. Pour faire face à ce problème, deux approches principales ont été envisagées. La première consiste à appliquer le protocole à l'ensemble du bâtiment, en utilisant le système de chauffage présent sur place. Cette approche est toutefois conditionnée par les limites du système local et la contrainte d’immobilisation du bâtiment entier au cours de l’essai. La deuxième approche est basée sur l'application du protocole à certaines parties du bâtiment, avec un échantillonnage de son enveloppe. Dans ce cas, la principale difficulté est liée au flux de chaleur au sein des murs mitoyens. Ces murs sont généralement moins isolés que les murs extérieurs, ce qui facilite le flux de chaleur pendant un test in-situ et peut se comporter comme un bruit dans les indicateurs HTC et HLC. Les deux approches présentent leurs avantages et leurs inconvénients, c'est pourquoi elles ont été étudiées plus en détail pour vérifier leurs potentiels et leurs limites. Le travail d'investigation a été basé sur la simulation virtuelle avec l'utilisation du logiciel Pléiades + Comfie afin d’améliorer le protocole de la méthode et étudier ses limites. Par la suite, les deux approches ont été appliquées à des bâtiments réels afin d'améliorer la compréhension de leur faisabilité in-situ. Ce travail propose un cadre pour évaluer de manière fiable les coefficients HLC et HTC dans les typologies de grands bâtiments en se fondant sur la méthode ISABELE. Les conclusions finales de cette étude sont le produit des choix effectués pour faire face aux défis rencontrés lors de l'adaptation de cette méthode. En raison du large espace de possibilités à tester, concernant les méthodes, les caractéristiques des bâtiments et les conditions météorologiques, beaucoup d'entre elles n'ont pas été étudiées plus avant et font partie des perspectives. Néanmoins, un raisonnement similaire pourra être appliqué à l'adaptation d'autres méthodes à de grandes typologies de bâtiments. Le processus d'adaptation d'une méthode d'identification de la performance énergétique intrinsèque d-'un bâtiment en dehors de ses limites initiales est donc la principale contribution du présent travail dans ce domaine.