Activites de recherche et formation doctorale

3.1 : La thermique des bâtiments

3.1.1 : Les modèles de transfert thermiques internes

En 1990, il existait des modèles « fins » de simulations en régime dynamique, avec un découpage des enveloppes en nombreuses couches homogènes, mais une représentation de la masse d’air.

Des techniques de réduction de modèles, mises en œuvre à partir des modèles fins par analyse modale, permettaient de représenter un bâtiment par une enceinte unique dont le comportement thermique moyen était régi par quelques équations aux paramètres plus ou moins représentatifs de variables physiques.
Par ailleurs, il existait des modèles de régime permanent pour les écoulements d’air, avec pour moteur des panaches autour des émetteurs de chaleur (approche zonale).
Les critères de qualité d’ambiance en vigueur à l’époque, d’ailleurs établis uniquement pour les conditions thermiques régnant dans les bâtiments étaient :

- soit une température moyenne par zone (air ou « résultante » ) ;

- soit basés sur les travaux statistiques de FANGER, établis à la neutralité thermique, en régime permanent, avec la quasi impossibilité de prédire, par des calculs numériques trop lourds ou trop imprécis, l’évolution de ces critères au cours du temps.
Nous avons donc participé au développement de 3 nouveaux environnements de simulation des transferts thermiques à l’intérieur des bâtiments, dont la philosophie était basée sur les principes exposés au chapitre 1 de cet ouvrage.
Les modèles développés pour le Groupe de Recherche sur les Emetteurs de Chaleur (GREC) et pour AISIN SEIKI (logiciel BTHEBES®) restaient des modèles mono volume, mais reprenaient l’approche zonale en régime dynamique, avec couplage aux caractéristiques de l’enveloppe et des systèmes de climatique. Pour Gaz de France, dans le cadre de la constitution d’une modélothèque du bâtiment, les modèles ont été étendus à la représentation de bâtiments complets, avec couplage entre plusieurs pièces avec des états thermiques pouvant être différents.