Etude du comportement thermique de batiments tertiaires chauffes au gaz naturel. Comparaison entre experiences et simulations

par Eric Blanc

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Gilbert Achard.

Soutenue en 1998

à Chambéry .

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  • Résumé

    La consommation energetique des batiments du secteur tertiaire est difficile a estimer du fait de l'importance des apports internes et solaires, de la complexite de la regulation du systeme de chauffage et de son intermittence. Dans le but de mieux apprehender leur comportement energetique et predire leurs besoins et consommations, une approche de modelisation et de validation experimentale est developpee sur un batiment d'enseignement et de recherche a l'aide du logiciel allan. <#t#m>simulation/neptunix. Cette etude, menee en collaboration avec gaz de france, entre dans le cadre de la future reglementation thermique des batiments tertiaires car nous testons la methode reglementaire de calcul previsionnel des consommations energetiques sur un cas concret. Nous avons tout d'abord fait une mise au point d'une instrumentation permettant d'effectuer un suivi du comportement energetique, puis avons ameliore les reglages des parametres de regulation et les reseaux hydrauliques. Ces modifications ont entraine une hausse de 14% du rendement de production en chaufferie et une baisse de la consommation de gaz de 27% entre les saisons de chauffe 94/95 et 96/97. Nous disposons d'une plate-forme correspondant a un systeme de chauffage de batiments tertiaires concu dans les regles de l'art, fonctionnant de maniere optimale et bien instrumente et servant de reference a toute validation experimentale. Pour le calcul des besoins en chauffage, il est necessaire de representer au mieux le comportement thermique du batiment. L'acces aux consommations necessite de modeliser des systemes de production, de distribution, d'emission et de regulation du chauffage. Les modeles multizonaux de batiment avec globalisation ou separation des echanges superficiels interieurs donnent des resultats satisfaisants sur le plans des comparaisons des temperatures. Le modele de separation des echanges superficiels interieurs met en evidence l'accumulation de chaleur dans les parois : au debut de chaque phase de relance du chauffage, la temperature radiante moyenne des parois est superieure a la temperature d'air. Il existe cependant une legere divergence entre les resultats des simulations et les resultats experimentaux lors des relances matinales du chauffage ; en effet, les temperatures simulees sont inferieures aux valeurs mesurees. Ce comportement peut s'expliquer par le fait que l'inertie structurelle parait sous estimee et que l'inertie interne n'est pas representee. Au niveau du calcul des besoins, les resultats obtenus par le modele de globalisation sont plus proches des besoins mesures (1%) que les valeurs trouvees avec le modele de separation des echanges superficiels interieurs (de 3 a 6%). Notons que quel que soit le modele utilise, les besoins de chauffage simules sont contenus dans la plage d'incertitude des mesures pour ce type de batiment. La modelisation d'une installation de chauffage et de sa regulation a permis de mieux comprendre le fonctionnement et les performances des materiels thermiques. Nous avons teste, ensuite, la methode simplifiee de calcul des consommations en chauffage en comparant ses resultats avec nos resultats experimentaux et ceux de nos modeles. Les besoins calcules par cette methode sur la totalite de la saison de chauffe sont proches de la realite (3% d'erreur). Par contre, des ecarts existent pendant les periodes de mi-saison ou la methode simplifiee surestime les besoins, mais ces ecarts sont compenses au niveau global grace aux periodes de conges ou elle sous-estime les besoins. Un ecart plus consequent existe sur les consommations (14%), une etude plus approfondie devrait permettre de l'expliciter.


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Informations

  • Détails : 225 P.
  • Annexes : 57 REF.

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  • Bibliothèque : Université Savoie Mont Blanc (Le Bourget-du-Lac, Savoie). Service commun de la documentation et des bibliothèques universitaires. Section Sciences.
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