Actualités > Offre Thèse Contribution à la conception des bâtiments sous la contrainte des effets du changement climatique

Offre thèse Contribution à la conception des bâtiments sous la contrainte des effets du changement climatique

Etablissement d’accueil : LaSIE, Université de La Rochelle.
Lieu de travail : La Rochelle, France.
Spécialité : Génie Civil
Financement : Contrat de travail de 3 ans
Début du contrat : Septembre 2017

Description du poste

Sujet : Contribution à la conception des bâtiments sous la contrainte des effets du changement climatique

Mots clés : Modélisation, conception, bâtiment, changement climatique

Contexte :
Le système climatique global va connaître des changements quelles que soient les mesures de réduction mises en œuvre au titre du Protocole de Kyoto ou d’autres mécanismes. L’adaptation à ces changements est inévitable dans plusieurs secteurs dont celui du bâtiment. Dans ce cadre, il est très probable que la fonctionnalité du cadre bâti existant et la conception des futurs bâtiments seront modifiées par les conséquences des changements climatiques. Une des questions qui se pose alors est dans quelle mesure et avec quelle ampleur ces modifications vont s’opérer ?
Par ailleurs, ce changement climatique se traduira, notamment, par un réchauffement global ce qui peut modifier le paradigme en termes de chauffage et de climatisation des bâtiments tant pour le dimensionnement des systèmes que pour les consommations de ceux-ci. En effet, il est évident que la problématique se pose pour le rafraîchissement/climatisation des bâtiments et non pour leur chauffage. Il est à noter qu’à l’heure actuelle le chauffage utilise plutôt des énergies fossiles (gaz, fioul…) alors que pour la climatisation il s’agit d’électricité ce qui influer sur les stratégies de production d’énergie des territoires.
Les mesures futures à envisager seront fonction de la variation des paramètres du climat (température, ensoleillement, humidité, vent, précipitations…) et devront être envisagées non seulement pour le bâti existant mais également pour la conception des bâtiments neufs. Enfin, une réflexion devra être menée afin de pouvoir intégrer les alternatives les plus performantes dans les futurs règlements et normes du secteur du bâtiment.
En règle générale, les propositions faites en termes d’actions sont classées sommairement en deux catégories à savoir les modifications dites légères et celles qualifiées de lourdes, elles-mêmes pouvant être scindées en deux classes qui sont les mesures pour diminuer l’effet du réchauffement climatique et les mesures pour s’adapter au changement climatique.
Pour les actions incrémentales (mesures légères), nous pouvons citer la réduction des gains internes via des scénarii intelligents, les niveaux d’éclairage ou de la consigne intérieure de température, le décalage dans le temps des activités ou de l’usage des bâtiments, l’ouverture des fenêtres pour la ventilation naturelle, la ventilation nocturne sans modification du système de ventilation…
Concernant les actions systémiques (dispositions dites lourdes), il peut s’agir d’augmentation de l’inertie thermique du bâtiment, de la mise en place d’un réseau aéraulique dédié à la ventilation nocturne, de l’utilisation de vitrages intelligents (thermo-chromes, électro-chromes…), de l’utilisation de parois végétalisées, de l’utilisation de revêtements « froids », de la mise en place de protections solaires extérieures avec contrôle intelligent de celles-ci, de l’utilisation de systèmes énergétiques à très haut rendement…
Bien entendu, toutes les alternatives citées ci-dessus participeront à la notion d’adaptation des bâtiments au changement climatique mais une réflexion sur la typologie des bâtiments devrait apporter des résultats plus efficients.
De plus, les règles de dimensionnement visent à assurer, selon les normes, le confort thermique durant 95% du temps. Elles permettent, idéalement, de limiter l’exposition des occupants à la contrainte thermique de manière à éviter les conséquences funestes à des vagues de chaleur. Or, les projections climatiques font ressortir une augmentation en fréquence et en intensité de ces vagues de chaleur. L’efficacité des solutions techniques actuelles, dans leur capacité à assurer le confort thermique et à préserver la santé des occupants, mériteraient d’être reconsidérées en regard des projections climatiques.
Le travail permettra d’étudier comment se fait la bascule entre confort thermique et risques dans les bâtiments avec les solutions évoquées. A l’aide de paramètres thermo-aérauliques et hydriques, il vise à rendre objectif le confort et la contrainte thermique des ambiances, soumises à des conditions climatiques futures dont la probabilité d’occurrence et l’intensité permettront d’apprécier la vulnérabilité des bâtiments.
Le confort thermique sera donc un paramètre à prendre en compte dans le dimensionnement des systèmes et la conception des bâtiments.
Comme tout problème multi-objectif associé à l’étude d’un système multi-paramètre, seule une étude globale intégrée utilisant une analyse sensitive, l’optimisation et voire une analyse multicritère associée ou non à des classements sera indispensable afin de pouvoir converger vers des alternatives viables et soutenables.

Travaux de recherche

- Analyse des climats futurs (valeurs projetées et incertitudes associées) et comparaison avec les climats actuels en termes d’ensoleillement, de potentiel de ventilation naturelle, de rafraîchissement…
- Sélection de cas d’étude (typologie des bâtiments, systèmes énergétiques, usages…)
- Sélection de solutions à étudier en termes de diminution et d’adaptation aux effets du changement climatique
- Sélection du mode d’appréciation du confort intérieur et par conséquent le risque d’inconfort.
- Analyse sensitive, optimisation/sélection par rapport à des objectifs de consommations énergétiques et de confort thermique intérieur.
- Proposition de solutions et d’orientations générales.

Profil du candidat

Le candidat devra avoir de solides compétences en physique et en sciences de l’ingénieur notamment en modélisation. Une expérience en physique du bâtiment serait un plus. La maîtrise de la langue anglaise est indispensable.

Contacts et modalités

Transmettre un CV détaillé, lettres de motivation et de recommandation, notes de master et tout autre élément utile à :

  • INARD Christian (Université de La Rochelle, laboratoire LaSIE)
  • christian.inard@univ-lr.fr
publie le lundi 8 mai 2017