Guilian Leroux a soutenu sa thèse le vendredi 21 octobre 2016. Sa thèse a pour titre : Etude et développement d’un système innovant de rafraîchissement basse consommation pour le bâtiment.

Résumé de thèse

Pour faire face à la forte augmentation de la consommation en climatisation et la consommation électrique associée, il est nécessaire de développer des systèmes de
rafraîchissement basse consommation de bâtiment. Ce travail propose un nouveau système de rafraîchissement qui se veut économe en énergie, peu coûteux et simple à installer.
Il associe les techniques de dissipation de chaleur par évaporation, rayonnement vers le ciel et géothermie. Ce système est constitué d’un réservoir poreux installé en extérieur et
d’un réservoir de stockage placé dans le vide sanitaire. Lorsque le bâtiment a besoin de rafraîchissement, une pompe puise de l’eau fraîche dans le stockage, la fait passer dans le
plancher rafraîchissant pour absorber la chaleur excédentaire du bâtiment puis stocke l’eau dans le réservoir poreux placé à l’extérieur. Le réservoir poreux refroidit l’eau qu’il
contient par évaporation, rayonnement vers le ciel puis se vide dans le stockage. Le réservoir de stockage installé dans le vide sanitaire se refroidit aussi en continu grâce au
contact direct avec le sol. Les propriétés poreuses et la géométrie du réservoir poreux influent fortement sur ses performances de refroidissement. Une étude paramétrique menée
avec un modèle numérique simulant les transferts hydriques et thermique permet de choisir un réservoir adéquat pour cette application. Un réservoir poreux donnant de bonnes
performances (70 W/m2) de puissance évaporative) a été identifié. Le système de rafraîchissement a été installé et testé expérimentalement sur une maison à échelle réelle à
Bordeaux. Mis en service durant l’été 2015, le système a fonctionné de façon autonome durant 44 jours. L’utilisation de ce système a permis de maintenir durant la période de test
un très bon confort thermique à l’intérieur d’un bâtiment expérimental bien isolé, non ventilé, avec des apports solaires, tout en ayant une consommation électrique faible (le COP
moyen du système est de 20.8). Un modèle numérique du système complet a été développé sous Modelica, calibré sur les mesures expérimentales puis couplé à un modèle de
bâtiment. Les résultats de simulation montrent que l’installation de ce système améliore nettement le confort intérieur du bâtiment sur l’ensemble de l’été pour toutes les
configurations testées (climat, gestion des volets…). Un système aux dimensions optimisées (avec un stockage de 2.2 m3 et un réservoir poreux de 0.215 m3), installé sur une
maison individuelle type RT2012 de 100 m2 à Bordeaux, fonctionne avec un COP moyen de 24 et permet de maintenir un bon niveau de confort à l’intérieur du bâtiment tout l’été.

Membres du jury

Etienne WURTZ ­ CoDirecteur de these
Patrick SALAGNAC ­ Rapporteur
Nolwenn LE PIERRèS ­ CoDirecteur de these
Laurent ZALEWSKI ­ Rapporteur
Nathan MENDES ­ Examinateur
Mickael WETTER ­ Examinateur