Développement d’un indicateur d’efficacité énergétique dans les parois de bâtiments

Entropie – Efficacité énergétique – Transferts couplés chaleur-masse – Effets latents – Paroi poreuse – Simulation dynamique – Bâtiment durable

Le stage s’inscrit dans le cadre du projet ANR WALL-E qui a pour ambition de redéfinir la conception et l’évaluation des bâtiments à haute performance énergétique. Les indicateurs actuels, comme la transmittance thermique U ou la charge thermique, ne reposent que sur le premier principe de la thermodynamique. Ces indicateurs ignorent également les effets d’humidité, les transferts de masse et les phénomènes transitoires, ce qui les éloigne du fonctionnement réel d’une paroi échangeant simultanément chaleur et vapeur d’eau avec son environnement, et ce qui influence directement la consommation énergétique et le confort hygrothermique des occupants. Des travaux préliminaires [1] ont montré que la mesure des irréversibilités entropiques dans un mur pouvait constituer un excellent indicateur de performance. Cependant, le transfert de la vapeur d’eau n’était pris en compte que sous un terme fortement couplé à la chaleur.

Le présent stage vise à développer un indicateur rigoureux capable de dissocier les deux modes de transferts et de fournir une mesure locale et globale de l’efficacité énergétique d’une paroi. Pour cela le stagiaire développera les bilans d’entropie pour les transferts couplés chaleur–masse dans une paroi poreuse et introduira la composante chimique liée à la vapeur d’eau afin de traiter séparément les effets sensibles et latents et de mélange avec l’environnement. L’implémentation de ces calculs sera faite dans l’outil de simulation numérique disponible au sein des laboratoires.