Bilans énergétiques et environnementaux de bâtiments à énergie positive

par Stéphane Thiers

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Bruno Peuportier.

Soutenue en 2008

à Paris, ENMP .


  • Résumé

    Le « bâtiment à énergie positive » est un concept de bâtiment très performant. Il peut constituer l’une des réponses possibles aux défis énergétiques et environnementaux d’aujourd’hui. Pourtant il est encore peu connu et peu mis en oeuvre. À la lumière de quelques réalisations, ce concept a été défini et caractérisé, puis différents outils et méthodes ont été identifiés pour permettre l’analyse des performances d’un bâtiment. Compte tenu des spécificités techniques des bâtiments à énergie positive, deux solutions technologiques ont été plus particulièrement étudiées : un système de ventilation intégrant un échangeur air-sol a été modélisé puis validé à partir de données de mesure ; un système de chauffage aéraulique à micro-cogénération a été modélisé à partir de données issues d’un banc d’essai dédié. Les modèles de ces deux systèmes ont été intégrés à un outil de simulation thermique du bâtiment. L’analyse énergétique et environnementale a été appliquée à trois bâtiments réels très performants équipés de différents systèmes de chauffage, à partir de l’outil amélioré et des méthodes les plus adaptées. Le choix du système de chauffage mais aussi les critères d’évaluation retenus influencent fortement les résultats obtenus. Le bâtiment à énergie positive (bilan en énergie primaire) représente la meilleure solution pour la majorité des impacts environnementaux étudiés. L’analyse des impacts sur le cycle de vie et le calcul de la demande cumulative d’énergie permettent de caractériser finement ses performances environnementales.

  • Titre traduit

    Energy and environmental assessments of positive energy buildings


  • Résumé

    « Positive Energy Buildings » are a concept of high-performance buildings considered to be one of the possible solutions to nowadays energy and environmental challenges. Nevertheless, it is still not widely known and hardly implemented. In the light of some existing buildings, this concept has been defined and characterized. Next, several tools and methods have been identified in order to carry out analyses on the building performance. Considering the technical specificities of positive energy buildings, two technological solutions have been studied more particularly: a ventilation system including an earth-to-air heat exchanger has been modeled and validated from measured data; a micro-CHP air heating system has been modeled from data coming from a specific test bench. These two models have been integrated into a building thermal simulation tool. An energy and environmental analysis has been carried out for three existing high-performance buildings equipped with various heating systems, using the improved tool and the most adapted methods. The heating system as well as the evaluation criteria strongly influences the results. A positive energy building (primary energy assessment) is the best performing solution for the majority of the studied environmental impacts. A life cycle assessment and a cumulative energy demand calculation are means of characterizing its environmental performance in detail.

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  • Détails : 1 vol. ( 252 p.)
  • Annexes : Bibliographie 166 réf.

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