Impact du vent pendant une mesure d'étanchéité à l'air de l'enveloppe des bâtiments

Impact of the wind during a building airleakage measurement

• Auteur / Autrice : Adeline Mélois
• Direction : Mohamed El Mankibi, François-Rémi Carrié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Thermique énergétique
• Date : Soutenance le 11/12/2020
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole nationale des travaux publics de l'Etat (Vaulx-en-Velin, Rhône ; 1975-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône ; 1970-)
• Jury : Président / Présidente : Alain Bastide
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valérie Leprince, Amina Meslem, Bassam Moujalled
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arnold Janssens, Christopher Wood

Mots clés

Mots clés contrôlés

Incertitude de mesure

Constructions

Imperméabilisation

Constructions -- Effets des agents atmosphériques

Mots clés libres

Bâtiment

Échelle réduite

Étanchéité à l’air

Incertitude

Mesure in-situ

Building

Model scale

Airtightness

Uncertainty

In-situ measurement

Résumé

Afin de réduire la consommation d’énergie due aux défauts d’étanchéité de l’enveloppe des bâtiments, de nombreux pays incluent désormais des exigences concernant l’étanchéité à l’air dans leur réglementation nationale ou leurs certifications de bâtiments performants. Parmi ces exigences, certaines incluent notamment une justification obligatoire du niveau d’étanchéité à l’air à travers la réalisation d’une mesure de perméabilité à l’air in-situ. Dans ce contexte, assurer la fiabilité du résultat de ses mesures est devenu essentiel et fait l’objet de travaux de recherche par la communauté scientifique internationale. Plus particulièrement, les chercheurs s’intéressent à l’impact du vent pendant ses mesures, qui a été identifié comme l’une des sources majeurs d’erreurs pendant ces mesures, et reste aujourd’hui un sujet qui nécessite encore des travaux de recherche. L’objectif des travaux de thèse présenté dans ce manuscrit est d’améliorer l’évaluation de l’incertitude de mesure et les protocoles de mesure à partir de tests réalisés à échelle réduite dans des conditions de laboratoire contrôlées. Dans un premier temps, ce manuscrit de thèse propose une analyse de la littérature concernant les sources d’incertitudes lors d’une mesure d’étanchéité à l’air par pressurisation du bâtiment. La seconde partie décrit la méthodologie de conception d’un banc expérimental à échelle réduite qui comprend une soufflerie, un modèle une-zone de bâtiment et un appareil de mesure par pressurisation. La partie 3 du manuscrit présente les résultats de la validation du banc expérimental vis à vis des champs de pression et de vitesse de vent dans la soufflerie, ainsi que la reproduction à échelle réduite d’un test par pressurisation dans différentes conditions de vent et pour différentes répartitions des fuites sur l’enveloppe du modèle. La partie 4 propose une évaluation de l’incertitude du résultat de la mesure dans des conditions de vents constants.

Nowadays, many countries include requirements for building airtightness in their current national regulations or energy-efficiency programs, mainly for concern about reducing building energy consumption due to air leakage. Moreover, some countries impose a mandatory justification with an air leakage measurement. Therefore, the uncertainty of the measurement results has become a key concern in several countries over the past year. More specifically, the influence of wind speed has been identified as one of the major sources of error on the measurement result and remains an important scientific barrier. The goal of this thesis is to improve uncertainty estimates and test protocols starting from model scale experiments in controlled laboratory conditions. The first part of this work is dedicated to the analysis of current knowledge regarding the sources of uncertainties in a DC pressurization measurement. The second part deals with the design of an experimental facility including a wind tunnel, a single-zone model, and a pressurization device to perform tests at model-scale. In part 3, this thesis presents the validation of the experimental facility regarding wind velocity and pressure fields inside the testing chamber of the wind tunnel and the reproduction of DC pressurization tests at model-scale with stabilized pressure sequences in various steady wind configurations and with different leakage distributions on the model. Part 4 is dedicated to the evaluation of the uncertainty due to steady wind.