Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'Environnement (LaSIE) - UMR CNRS 7356

Maison de la Qualité des Ambiances Intérieures (QAI)

2012-11-07T15:50:09Z

Thématiques de recherche

Cette maison indépendante sera conçue de manière à évaluer globalement dans un fonctionnement interactif :

Les performances de systèmes de ventilation (naturelle, VMC simple ou double flux, VMI, …).
Le confort (Hygro-Thermo-Aéraulique) des bâtiments multizones.
l'interaction entre les ouvrants et l'environnement extérieur (vent et ventilation naturelle…)
les émissions de polluants provenant de matériaux à usage spécifique (photochimique, chimisorption, …).
Les techniques pour la maîtrise de la qualité de l'Air Intérieur.
Les performances énergétiques des systèmes CVC.

Description de la maison

La maison expérimentale sera un pavillon de construction performante (énergie positive/ 25kWhEP/m².an) d'une emprise au sol de 100 m² (10m x 10m) sur 2 niveaux. Le 1er niveau sera composé d'une partie « cuisine » intégrée ou séparée de la pièce principale et de toilettes, l'idée étant de pouvoir effectuer des tests dans une configuration classique de VMC. La trame des bâtiments permettra l'implantation d'un réseau CVC dimensionner pour plusieurs solutions techniques qui pourront marcher en série ou en parallèle. Des cadres réservés dans l'enveloppe du bâtiment (façades / Toiture) donneront la possibilité aux industriels de tester des éléments préassemblés de ventilation (bouche air neuf, extraction, fenêtres contrôlées)/chauffage (passage des conduits de fumées).

Cellules multi-zone pour l'évaluation in-situ de la performance énergétique des solutions d'enveloppe

2012-10-30T16:01:44Z

L'étude amont pour la conception des cellules a commencé par un benchmark Européen des installations existantes. Les visites de prototypes tels que VERU chez le Fraunhofer IBP à Holzkirchen (Allemagne), KUBIK chez Tecnalia à Bilbao (Espagne) ou les cellules PASSYS upgradées du LCCE à Vitoria-Gastéiz (Espagne) et les discussions associées ont posé les bases du cahier des charges techniques pour la conception de notre prototype expérimental.

Thématiques de recherche

Les performances énergétiques des différentes solutions installées sur une ou plusieurs cellules de manière individuelle ou couplées seront évaluées selon une approche calorimétrique (notamment comme il est spécifié dans ISO 9869 - Isolation thermique/Éléments de construction - Mesurage in situ de la résistance thermique et du coefficient de transmission thermique). Pour cette raison, une station météorologique complète sera instrumentée à proximité et des capteurs complémentaires seront installés en façade. La conception des cellules prototypes d'essai est développée pour réaliser notre évaluation en 5 étapes :

Conception d'une méthodologie de mesure spécifique à chaque technique/produit testé (capteurs spécifiques, simulation de scénario d'occupation,…)
Reproduction des typologies d'enveloppe à rénover en intégrant les capteurs choisis
Analyse des performances avant réhabilitation (étanchéité à l'air, performance des systèmes énergétiques, analyse de confort…).
Implémentation de la solution technique de réhabilitation de l'enveloppe.
Analyse des performances après réhabilitation.

Ci-dessous figure une liste non-exhaustive des applications visées par ce type de caractérisation :
Façades

Isolation extérieure / intérieure
Murs rideaux
Parois actives
Doubles peaux
Menuiserie/volets intégrés
Intégration des énergies renouvelables

Éléments de toiture

Toitures ventilées
Toitures végétales
Lanterneaux
Cheminée
Système incendie/ désenfumage
Eléments de ventilation

Raccords particuliers

Composants de ventilation
Liaisons planchers
Liaisons toitures
Murs de refend

Ce prototype d'essai pourra être utilisé à des fins de comparaisons directes de systèmes, pour affiner les procédés de pilotage/régulation des systèmes CVC en fonction des composants d'enveloppe utilisés ou pour affiner des codes numériques de simulation dynamique.

Contexte

Les prototypes d'essai en développement sont complétement en adéquation avec les recherches sur l'évaluation de la performance énergétique de solutions particulières d'enveloppe intégrée dans une approche systémique et in-situ du bâtiment. L'étude amont pour la conception des cellules a commencé par un benchmarking Européen des installations existantes. Les visites de prototypes tels que VERU chez le Fraunhofer IBP à Holzkirchen, KUBIK chez Tecnalia à Bilbao ou les cellules PASSYS upgradées du LCCE à Vitoria-Gastéiz et les discussions associées ont posé les bases du cahier des charges techniques pour la conception de notre prototype expérimental.

Caractéristiques

Initialement, un assemblage de 12 cellules rassemblées selon une trame de 4 cellules contigües sur 3 niveaux (RDC à R+2) positionné sur la façade orientée S-SE du hangar réhabilité. Optionnellement, une trame de cellules identiques pourrait être construite dans la profondeur pour étudier les aspects de confort/ventilation/éclairage/gains solaires

La structure des cellules a été initialement imaginée comme des poutres d'acier capables d'accueillir des composants "plug & play" à chaque interface entre les cellules. Les cellules seraient de dimensions 3m (L) x 3m (P) x 3,5m (H) et un "espace technique" de 160m² situé en face arrière de l'espace expérimental contenant les systèmes de production CVC pour le conditionnement d'air dans les cellules et le matériel d'acquisition/contrôle des capteurs et régulations installés. En cas de comparaison des performances sur cellules individuelles, jusqu'à 12 solutions de façade et 4 à 5 solutions de toiture pourront être testées en parallèle.

Equipement de caractérisation standard complémentaire

Le tableau suivant recense les prestations qui pourront être effectuées par les entreprises dans l'unité R&D de la plateforme :

essais enveloppe
Mesures	Portée	Dispositifs	Normes
chaleur spécifique (cp ou Cp)	Matériau	Microcalorimétre DSC	Plastiques - NF EN ISO 11357
Résistance thermique (U) + conductivité thermique (λ)	Matériau	Plaque chaude gardée Méthode fluxmétrique
U + λ + diffusivité thermique (a)	Matériau	Méthode du plan chaud	Plastiques - NF EN ISO 22007-2
Résistance thermique (U)	Composant	Méthode boite chaude gardée (ISO 8301)	Fenêtre et portes - NF EN ISO 12567
Résistance thermique (U)	Composant	BCG + fluxmètre	Maçonnerie - NF EN 1934
Perméabilité à la vapeur d'eau	Matériau	Perméamétre – méthode de la coupelle	Matériaux bâtiment - NF EN ISO 12572 Isolants - NF EN 12086
Propriétés de transmission à la vapeur d'eau	Composant	Méthode boite chaude gardée	ISO 21129
Courbe de sorption/désorption	Matériau	Analyseur de sorption	Matériaux bâtiment - NF EN ISO 12571
Réflectivité Solaire (ρ) Transmittivité Solaire (τ)	Matériau	Spectrophotomètre UV/VIS	Verre - ISO 9050 NF EN ISO 14500

Les équipements visés sont ceux relatés dans les normes relatives aux produits du bâtiment et assimilés à l'exception de 2 boites chaudes gardées qui seront régulées en température, humidité et pression pour traiter aussi bien des questions de résistance thermique, de perméabilité à la vapeur d'eau et d'étanchéité à l'air.

Plateforme Bâtiment Durable de La Rochelle

2012-10-25T07:21:53Z

Contexte

La Plateforme Bâtiment Durable de La Rochelle s'inscrit dans le cadre de la reconversion du site militaire de Lagord (17). L'ensemble de ce site est géré par la Communauté d'Agglomération de La Rochelle qui a l'ambition de créer un parc bas-carbone sur le thème des éco-activités. La Plateforme, éléments clé de cet écosystème, prendra place dans le bâtiment militaire existant qui sera réhabilité à cet effet.

Le bâtiment militaire située sur le site de Lagord fera l'objet d'une opération de réhabilitation exemplaire pour accueillir la plateforme technologique.

La Plateforme (membre du réseau des plateformes Bâtiment-Energie-Grenelle, soutenu par le Plan Bâtiment Durable), regroupe 15 partenaires au travers d'un consortium public-privée dont l'Université de La Rochelle (LaSIE) est le coordonnateur.
Spécialisée sur le thème de la réhabilitation des bâtiments, elle développera des services autour de 3 pôles :

Le Laboratoire d'essais
L'Agence de la réhabilitation
Le Pôle Formation.

Objectifs

L'objectif du projet est de créer une plateforme technologique interrégionale dédiée à la rénovation dans le bâtiment. La mise en place du projet s'inscrit dans une volonté à plus grande échelle et à plus long terme de se doter d'un parc technologique bas carbone sur le site de Lagord. Ce parc et notamment la plateforme technologique auront une visibilité nationale et européenne.
Le projet vise, via une réhabilitation ambitieuse, à faire la démonstration que l'on peut atteindre 25 kWh_EP/(m².an) dans des opérations de rénovation en maîtrisant le processus sur toute la chaîne de valeur.
Le programme de rénovation du bâtiment militaire conduira à la mise en œuvre :

d'un laboratoire d'essai
d'un hall de montage pour la formation
de bureaux
de salles d'enseignements et d'amphithéâtres
d'une pépinière d'entreprises

Déroulement

Les prestations proposées par la Plateforme Bâtiment Durable de La Rochelle se construiront progressivement dans les locaux de l'Université jusqu'en 2015 et seront ensuite localisées dans le bâtiment réhabilité de Lagord :

Prestations d'essais :
- Perméabilité des matériaux
- Performances hygrothermiques des matériaux
- Performances radiatives des matériaux
- Confort
- Qualité de l'air
- Microclimatologie
Prestations intellectuelles :
- Accompagnement de projet de bâtiments
- Accompagnement à l'innovation
- Développement d'outils
- Développement de supports de formation
  Et à partir de 2015 à Lagord :
Moyens de formation :
- Hall de montage
- Locaux d'enseignements
- Outils informatiques
Essais in situ à l'échelle 1 des composants d'enveloppe
Maison dédiée à l'étude de la Qualité de l'Air

Parallèlement, les études de conception pour la réhabilitation du bâtiment s'étalent sur l'année 2013, avec pour 'objectif de rentrer en phase chantier en 2014 et une livraison du bâtiment avant 2015.

Résultats attendus

• Innovation :

Le laboratoire sera équipé de moyens d'essais à l'échelle 1 dans le but de tester des éléments de bâti en conditions réelles. Les cellules de test modulables permettront de mener des travaux sur différents type de produits.
Le pôle formation vise à développer des supports pédagogiques permettant aux professionnels de se former de façon pratique aux méthodes de mise en œuvre. Les moyens mis à disposition seront mutualisés pour la formation initiale et continue.
L'agence de la réhabilitation proposera des services aux professionnels pour l'accompagnement de projet, le développement d'outils, la diffusion des retours d'expérience. Cette entité profitera de l'ensemble de la plateforme pour assurer une continuité des savoirs : R&D, Essais, services, formations, retour d'expérience.

• Economie :

Ce projet s'inscrit dans le cadre du plan de redynamisation des sites de défense pour pallier à la disparition des 1000 emplois qui découle de l'arrêt des activités militaires du site de Lagord. Le parc accueillera les industriels et les centres de formation désireux de développer de nouvelles activités technologiques ou de services dans le domaine du bâtiment durable : éco-efficacité énergétique, éco- mobilité, énergies renouvelables. Le parc sera également ouvert à d'autres activités industrielles ou technologiques sur le thème du développement durable, ainsi qu'à des logements.

• Environnement :

L'étude de la performance prévisionnelle environnementale de la plateforme sera essentiellement conduite à partir d'une analyse de cycle de vie. On s'attachera à donner pour le hall d'essai le contenu énergétique (énergie grise) et l'empreinte carbone (les émissions de GES en équivalent CO2 sur le cycle de vie du bâtiment).
Les performances énergétiques seront évaluées et mesurées sur la base de la RT 2012, c'est à dire pour les 5 usages règlementaires. La cible sera 25 kWh_EP/m²/an.

• Social :

La Rochelle, ville pionnière à l'origine de l'écologie urbaine en Europe dans les années 70, souhaite devenir une ville durable de taille moyenne, exemplaire à l'échelle européenne dont la politique de réhabilitation globale et d'éco-mobilité servira de tremplin au lancement de nouvelles activités économiques et à la création d'emploi.

Application et valorisation

Au-delà des retombées économiques, la Plateforme Bâtiment Durable de La Rochelle rayonnera au niveau international pour convaincre des bonnes pratiques à mettre en œuvre en matière de Réhabilitation dans le domaine de l'habitat et du bâtiment tertiaire.