MODELISATION ET SIMULATION DES REGULATIONS DANS LES CODES DE CALCUL THERMIQUE DU BATIMENT PDF Download
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CETTE THESE TRAITE DES DIFFICULTES LIEES A LA PRISE EN COMPTE DES REGULATIONS DANS LA MODELISATION ET LA SIMULATION DES SYSTEMES THERMIQUES DU BATIMENT. DES TECHNIQUES DE PARAMETRAGE AUTOMATIQUE HORS-LIGNE DES REGULATEURS SONT ETUDIEES. UN MODELE DE REGULATEUR NUMERIQUE AUTO-AJUSTABLE EST PROPOSE. LA FACILITE D'USAGE ET LA ROBUSTESSE DE CE REGULATEUR FACE A DES SYSTEMES DE CARACTERISTIQUES VARIABLES ET SOUMIS A DES PERTURBATIONS IMPORTANTES, SONT ASSUREES: 1) PAR UNE INITIALISATION PRE-DEFINIE DES PARAMETRES SERVANT A LA SYNTHESE DU REGULATEUR; 2) ET PAR UN MODULE DE SUPERVISION CONSTITUE DE REGLES DE CONDUITE S'APPLIQUANT A SON ADAPTATION. LA DESCRIPTION DU MODE OPERATOIRE GLOBAL D'UNE INSTALLATION THERMIQUE COMPLEXE, EST AUSSI ABORDEE. AINSI, UNE BASE METHODOLOGIQUE ET UN MODELE CONCEPTUEL SONT PROPOSES, EN VUE D'ELABORER UN OUTIL D'AIDE A LA DESCRIPTION DES LOGIQUES DE FONCTIONNEMENT. UNE STRUCTURE TYPE DE SCHEMA LOGIQUE EST DEFINIE, AVEC UN NOYAU DE BASE DE REGLES PERMETTANT LA STRUCTURATION DES INFORMATIONS DU CONCEPTEUR, D'EN VERIFIER LA COHERENCE, LA COMPLETUDE AINSI QUE LA FIDELITE AU SYSTEME REEL
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CETTE THESE TRAITE DES DIFFICULTES LIEES A LA PRISE EN COMPTE DES REGULATIONS DANS LA MODELISATION ET LA SIMULATION DES SYSTEMES THERMIQUES DU BATIMENT. DES TECHNIQUES DE PARAMETRAGE AUTOMATIQUE HORS-LIGNE DES REGULATEURS SONT ETUDIEES. UN MODELE DE REGULATEUR NUMERIQUE AUTO-AJUSTABLE EST PROPOSE. LA FACILITE D'USAGE ET LA ROBUSTESSE DE CE REGULATEUR FACE A DES SYSTEMES DE CARACTERISTIQUES VARIABLES ET SOUMIS A DES PERTURBATIONS IMPORTANTES, SONT ASSUREES: 1) PAR UNE INITIALISATION PRE-DEFINIE DES PARAMETRES SERVANT A LA SYNTHESE DU REGULATEUR; 2) ET PAR UN MODULE DE SUPERVISION CONSTITUE DE REGLES DE CONDUITE S'APPLIQUANT A SON ADAPTATION. LA DESCRIPTION DU MODE OPERATOIRE GLOBAL D'UNE INSTALLATION THERMIQUE COMPLEXE, EST AUSSI ABORDEE. AINSI, UNE BASE METHODOLOGIQUE ET UN MODELE CONCEPTUEL SONT PROPOSES, EN VUE D'ELABORER UN OUTIL D'AIDE A LA DESCRIPTION DES LOGIQUES DE FONCTIONNEMENT. UNE STRUCTURE TYPE DE SCHEMA LOGIQUE EST DEFINIE, AVEC UN NOYAU DE BASE DE REGLES PERMETTANT LA STRUCTURATION DES INFORMATIONS DU CONCEPTEUR, D'EN VERIFIER LA COHERENCE, LA COMPLETUDE AINSI QUE LA FIDELITE AU SYSTEME REEL
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DEVELOPPEMENT DE MODELES NUMERIQUES DE COMPORTEMENT THERMIQUE DYNAMIQUE DES PAROIS A LAME D'AIR VERTICALE UTILISEES COMME RECUPERATEURS D'APPORTS GRATUITS SOLAIRES OU INTERNES (MURS A EFFET DE SERRE, MUR TROMBE, MUR PARIETODYNAMIQUE ET HELIODYNAMIQUE). ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DETAILLEE SUR LE COMPORTEMENT CONVECTIF DES CAVITES DE GRAND RAPPORT D'ASPECT. DEFINITION DES HYPOTHESES ET DESCRIPTION DES MODELES PROPOSES POUR CHAQUE PAROI (CODES PALADAIN) PUIS LEUR COUPLAGE AU CODE TONY DE SIMULATION DU COMPORTEMENT THERMIQUE DES BATIMENTS. ETUDES DE SENSIBILITE REALISEES SOIT SUR DES PARAMETRES PHYSIQUES, SOIT SUR DES PARAMETRES CONSTRUCTIFS DES SYSTEMES. CES EXPLOITATIONS UTILISENT UN CRITERE D'EVALUATION ENERGETIQUE ORIGINAL (LA FRACTION DE GAINS SOLAIRES) ET PERMETTENT DE METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES COUPLAGES THERMIQUES ET AERAULIQUES DE LA PAROI CONCERNEE. MODELES SIMPLIFIES
Author: Catalin Ioan Teodosiu Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 355
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Nous constatons ces dernières années un intérêt croissant pour les problèmes liés au confort thermique et à la qualité de l'air intérieur. Ceci se traduit dans la thermo-aéraulique du bâtiment par la nécessité d'une représentation très fine des champs dynamique et thermique établis à l'intérieur d'un local. Une approche capable de répondre à ces demandes réside dans la méthode basée sur les codes de type CFD (Computational Fluid Dynamics). Ainsi, notre travail se propose de contribuer à l'amélioration des modèles CFD tridimensionnels concernant l'écoulement de l'air dans les pièces ventilées ou chauffées. La première partie de notre étude est consacrée à une représentation du principe de la méthode et à ses éléments fondamentaux (modélisation d'un écoulement turbulent, discrétisation du domaine de calcul, résolution numérique, etc.). cette synthèse nous permet de sélectionner les approches les plus appropriées pour les écoulements habituellement rencontrés à l'intérieur des bâtiments. Ensuite, nous appliquons les méthodes retenues (à l'aide du code Fluent) au sein des modèle qui traitent la simulation des systèmes techniques dans le domaine des équipements des bâtiments. Un premier modèle est réservé à l'étude d'un système de ventilation par mélange tandis que les deux autres concernent des locaux chauffés soit par des radiateurs (à eau chaude), soit par des sources de chaleur linéaires électriques. Le support par ces trois modèles est constitué par des données expérimentales issues des études antérieures effectuées au sein du laboratoire CETHIL (Equipe Thermique du Bâtiment) sur des cellules d'essais en vraie grandeur. Les comparaison expérimental - numérique réalisées montrent un bon accord au niveau de la thermo-aéraulique du volume d'air intérieur. Par contre, concernant les échanges thermiques à travers les parois, les confrontations expérimental - numérique présentent parfois des écarts relativement importants. Ce dernier fait impose une révision du modèle pariétal du point de vue numérique mais aussi bien du point de vue expérimental. Enfin, nous proposons dans la partie finale de notre travail une analyse de sensibilité et d'incertitude associée aux modèles conçus auparavant
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Le secteur du bâtiment est le plus gros consommateur d'énergie au niveau mondial. Pour en réduire l'impact environnemental, l'utilisation de solutions passives pour améliorer le confort est nécessaire. Malgré ce constat, la climatisation est de plus en plus utilisée dans les DROM-COM. Le développement de la ventilation naturelle est incontournable pour inverser cette tendance. Les méthodes multizones, modèles historiques de la simulation thermique du bâtiment, peinent à décrire ce type d'écoulement. Les modèles de mécanique des fluides numériques (MFN) sont prometteurs pour lever ce frein à l'utilisation de la ventilation naturelle.Ce manuscrit traite de l'adaptation d'un code de résolution directe des équations de Navier-Stokes à la description d'écoulements d'air dans le bâtiment. À cette fin, le développement, l'implémentation et la comparaison de différents types de conditions aux limites en pression sur les ouvertures ont été nécessaires. Ce travail nous a permis d'étudier le comportement d'une chambre soumise à de la convection naturelle et mixte. Pour intégrer ces développements à une simulation de bâtiment, nous avons développé un objet qui appelle le code de MFN sur un serveur de calcul distant depuis un environnement multizone de façon transparente. Le refroidissement partiel des murs d'une cavité soumise à de la convection naturelle a pu être simulé à l'aide de cette méthode.
Author: Mohammed Yacine Ferroukhi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre du projet ANR HUMIBATex « Comment prédire les désordres causés par l'humidité ? Quelles solutions techniques pour rénover le bâti existant ? » (2012-2016). Elle traite de la modélisation numérique et expérimentale des transferts couplés hydro-thermo-aérauliques à différentes échelles : matériau, paroi et ambiance de bâtiment. Sur le plan théorique, un modèle phénoménologique des transferts couplés de chaleur, d'air et d'humidité à travers les enveloppes de bâtiments (HAM) a été élaboré. Après la phase de validation (confrontation avec des solutions analytiques et des résultats expérimentaux), ce modèle a été implémenté avec confiance dans un code de simulation thermique dynamique du bâtiment (BES). Ceci a permis, ainsi, de développer une plateforme de co-simulation HAM-BES. Grâce à l'outil mis en œuvre, les comportements hygrothermiques de la paroi et de l'ambiance habitable des bâtiments ont été prédits finement. Deux cas d'études ont été entrepris. Le premier avait pour but de mettre en évidence l'impact des transferts hygrothermiques sur la prédiction des consommations énergétiques. Le deuxième cas d'étude a été dédié à l'étude de l'efficacité de différentes stratégies de ventilation (extraction ou insufflation) sur le contrôle et la diminution des risques d'apparition de désordres liés à l'humidité au niveau des bâtiments résidentiels. Sur le plan expérimental, une campagne de caractérisation des propriétés physiques, hydriques et thermophysiques des matériaux de construction a été effectuée. Cette campagne expérimentale s'est focalisée sur l'analyse de l'impact de l'état thermique et hydrique du matériau sur les valeurs des propriétés hygrothermiques. Dans un autre travail expérimental, des dispositifs expérimentaux, à petite échelle mais également à l'échelle de la paroi, ont été conçus au laboratoire dans le but d'étudier la réponse hygrothermique des enveloppes de bâtiment ainsi que valider la plateforme de co-simulation dynamique HAM-BES. La confrontation des résultats a montré une bonne concordance entre la résolution numérique et les mesures expérimentales. Les résultats obtenus dans le cadre de ce travail de thèse ont mis en exergue l'influence d'une modélisation fine des transferts couplés de chaleur, d'air et d'humidité, à la fois sur la prédiction du comportement hygrothermique des ambiances habitables mais aussi sur le calcul des besoins énergétiques des bâtiments.
Author: MARIA M.. PEREZ-SANCHEZ Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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METHODOLOGIE D'INTEGRATION DANS UN ALGORITHME GENERAL DES DIFFERENTS MODELES DE TRANSFERT DE CHALEUR INTERVENANT AU SEIN D'UN BATIMENT, PAR UN FORMALISME D'ECRITURE FAISANT APPARAITRE SYSTEMATIQUEMENT LES TEMPERATURES DES SURFACES INTERNES. DESCRIPTION DU CODE DE CALCUL ET EXEMPLES D'APPLICATION POUR LA SIMULATION DU COMPORTEMENT THERMIQUE DYNAMIQUE DU BATIMENT
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POUR ETUDIER LE COMPORTEMENT THERMIQUE D'UN BATIMENT, SUR LEQUEL S'EXERCE DIVERSES ACTIONS (TEMPERATURE OU FLUX), ON A LE PLUS SOUVENT RECOURS A DES CODES DE SIMULATIONS QUI PASSE NECESSAIREMENT PAR UNE MODELISATION DES ELEMENTS DE SON ENVELOPPE. APRES AVOIR INTRODUIT LES MODELES GENERAUX COURAMMENT UTILISES POUR DECRIRE UN SYSTEME THERMIQUE, NOUS NOUS ATTACHONS PLUS PRECISEMENT A L'IDENTIFICATION DES COEFFICIENTS DE TRANSFERT MULTIDIMENSIONNELS DES PAROIS. POUR LES SYSTEMES THERMIQUES LINEAIRES ET HOMOGENES, NOUS AVONS DEVELOPPE UN CODE DE CALCUL POUR LES PAROIS ET DES SINGULARITES THERMIQUES TELS QUE DES PONTS THERMIQUES ET DE PAROIS EN BLOCS CREUX PERMETTANT L'EVALUATION DE LEURS COEFFICIENTS DE TRANSFERT APRES ECRITURE DES EQUATIONS D'ETAT. POUR DES PAROIS DE BATIMENT HETEROGENES ET DONT LES CARACTERISTIQUES THERMOPHYSIQUES NE SONT PAS CONNUES, NOUS PROPOSONS UN APPAREILLAGE DESTINE A IDENTIFIER LES COEFFICIENTS DE TRANSFERT D'ECHANTILLONS DE CES PAROIS. LA PROCEDURE D'IDENTIFICATION MISE AU POINT EST BASEE SUR LA METHODE DES MOINDRES CARRES AVEC CONTRAINTES
Author: Philippe Aude Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 276
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En thermo-aéraulique du bâtiment, on ne peut pas se contenter, en général, des résultats issus d'une utilisation de modèles de plus en plus complexes et détaillés. On souhaite aussi évaluer le niveau de confiance à accorder à ces résultats, compte tenu des incertitudes et / ou des approximations numériques. Ce travail contient une proposition de méthodologie de validation qui intègre à la fois l'analyse de sensibilité et d'incertitudes du code numérique et une phase de confrontation simulations-mesures expérimentaux. La première étape permet de dégager les paramètres sensibles de la modélisation au sein du code par l'analyse de sensibilité. L'estimation de la confiance associée aux produits de simulations s'obtient grâce à l'analyse d'incertitude. Elle peut se simplifier en employant directement les résultats de l'analyse de sensibilité. La deuxième phase se réalise à l'aide d'outils du traitement du. signal et fournit des indications sur l'origine des écarts simulations-expérimentations, notamment au niveau des approximations faites dans la modélisation. En fin d'étude, on peut effectuer un bilan sur les capacités du code à simuler de manière fiable des bâtiments réels, compte tenu des objectifs initiaux de la modélisation et proposer des suggestions pour améliorer les modèles implantés dans le code numérique dans le sens d'une meilleure précision. Ce travail s'inscrit dans une action de validation des codes de modélisation globale du comportement énergétique du bâtiment. Il s'ouvre en termes de perspectives aux problèmes de l'incertitude liée aux calculs effectués par les codes CFD. Il propose une première approche de ce problème spécifique des codes de modélisation complexes.
Author: Clara Spitz Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 169
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Le recours à la simulation est décisif dans le processus de conception d'un bâtiment neuf. Elle permet d'évaluer différentes alternatives au regard de la performance énergétique et du confort des occupants et constitue ainsi un outil d'aide à la décision incontournable. Aujourd'hui la question de la fiabilité des codes de simulation n'est pas à négliger. L'augmentation des performances énergétiques des bâtiments, pourrait mettre en défaut un certain nombre d'hypothèses de modélisation généralement admises pour les bâtiments standards du fait de la prépondérance nouvelle de phénomènes physiques jusqu'alors négligés ou mal pris en compte. Dans le même temps on s'intéresse de plus en plus à la garantie de performance qui consiste à vérifier que les performances énergétiques réelles sont bien en adéquation avec les objectifs fixés lors de la conception or il est souvent constaté des erreurs entre consommation mesurée et estimée compte tenu des incertitudes liées notamment à la mise œuvre, aux occupants et aux conditions météorologiques. L'augmentation des exigences de précision des calculs qui en résulte rend essentiel d'apprécier les incertitudes associées à ces prévisions afin d'améliorer le processus de construction et d'évaluation. Les travaux de cette thèse portent en particulier sur l'évaluation et la hiérarchisation des incertitudes sur les résultats des simulations en phase de conception. Une méthodologie a été développée basée en trois temps qui permet d'identifier les paramètres de conception les plus influents sur la performance énergétique d'un bâtiment et de rendre compte des effets de l'incertitude associée à ces paramètres sur cette même performance. La première étape consiste à identifier parmi l'ensemble des paramètres du modèle ceux qui ont une influence sur le résultat qui nous intéresse. Celle-ci est assurée au moyen d'une analyse de sensibilité locale du modèle. La deuxième étape consiste à évaluer les incertitudes associées à ces paramètres les plus influents afin de propager cette incertitude dans le code de calcul et évaluer l'incertitude sur le résultat. Cette étape est effectuée au moyen d'approches probabilistes de type Monte Carlo. Nous ajoutons une troisième étape de manière à évaluer la responsabilité de chacun des paramètres sur les incertitudes associées au résultat. Cette information est cruciale pour l'utilisateur. Cette dernière étape est traitée au moyen d'une analyse de sensibilité globale sur un jeu de paramètres réduit. Nous nous sommes appuyés sur la plateforme expérimentale INCAS située à l'INES au Bourget du Lac (73) pour identifier les incertitudes de mesure mais aussi les incertitudes dont les hypothèses de modélisation font l'objet. Cette méthodologie pourra être utilisée durant tout le processus de conception d'un bâtiment, des premières esquisses à son exploitation. En phase de conception, cette méthodologie permettra d'orienter les choix architecturaux en évitant des options dont la fiabilité des résultats est incertaine. En phase d'exploitation, elle permettra d'identifier les points de mesure les plus pertinents, afin de réduire l'incertitude des paramètres les plus influents pour effectuer un diagnostic énergétique plus fiable du bâtiment. Elle pourra aussi s'étendre aux incertitudes liées aux occupants et aux conditions météorologiques.
Author: MAROUANE.. OUEDERNI
Author: MAROUANE.. OUEDERNI
Author: JEAN.. BRETON
Author: Catalin Ioan Teodosiu
Author: Sébastien Wullens
Author: Alain Neveu
Author: Mohammed Yacine Ferroukhi
Author: MARIA M.. PEREZ-SANCHEZ
Author: HOCINE.. AYAICHIA
Author: Philippe Aude
Author: Clara Spitz