• Sciences de l'ingénieur/Génie civil
  
• Sciences de l'ingénieur/Génie civil/Eco-conception
  

En France, le secteur du bâtiment est responsable de 46% de la consommation d'énergie finale et de 25% des émissions de gaz à effet de serre. À ce titre, la France s’est engagée pour la baisse de la consommation d’énergie finale à l’horizon 2050 par une rénovation énergétique profonde, un déploiement de technologies favorisant l’efficacité énergétique et des sources d’énergie décarbonées pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire, et de la généralisation de solutions permettant de maîtriser la consommation d’électricité.Le retour d'expérience des bâtiments écoénergétiques met en évidence la différence de consommation d'énergie entre les prévisions et les mesures sur site, ainsi que la surchauffe en été. Selon la communauté scientifique, bien que de multiples facteurs puissent expliquer ces différences, l'occupant semble être le facteur le plus influent par ses actions sur la température intérieure de consigne et la gestion des volets et des ouvrants.Le but de cette étude est d'analyser l’impact de comportement de l’individu réel sur un bâtiment expérimental en évaluant le confort thermique et la performance énergétique des postes consommateurs et producteurs d’énergies installés dans le bâtiment. L’objet d’étude est un bâtiment expérimental de 20 m² situé au sein de l'IUT de Nîmes, fortement instrumenté et équipé d’un ballon électro solaire, d’une pompe à chaleur air-eau réversible, d’une ventilation mécanique contrôlée double flux et des six panneaux photovoltaïques. Plusieurs techniques et protocoles sont utilisés pour contrôler l'équipement et acquérir des données. Les différents systèmes d’instrumentation et d’acquisition permettent de caractériser énergétiquement le bâtiment dans sa globalité mais aussi au niveau de chaque équipement.Les performances énergétiques de la pompe à chaleur air-eau, de la ventilation mécanique contrôlée double flux, du ballon électro solaire et de l’installation photovoltaïque sont évaluées mensuellement et confrontées à celles données par les constructeurs.L’analyse des consommations énergétiques du bâtiment est effectuée sur l’année complète 2020 sous les conditions climatiques locales acquises par une station météo installée sur site et d’actions de particulières de l’usager sur la température intérieure de consigne et la gestion des volets. Des bilans énergétiques hebdomadaires sont réalisés sur la base de scénarios de comportements simulés de l’usager expert ou contreproductif.Les simulations thermiques dynamiques du bâtiment entreprises par l’outil Pleiades, validée par les analyses in-situ, ont permis de confronter les scénarios conventionnels de la RT 2012 avec les scénarios réels tant météorologiques que comportementaux de l’usager sur les consommations énergétiques annuelles du bâtiment.

Le secteur du bâtiment représente le plus grand consommateur d'énergie en France et le deuxième producteur de gaz à effet de serre après le secteur des transports. Dans ce contexte, au sein de l'IUT de Nîmes, un bâtiment expérimental largement instrumenté a été conçu à des fins d'enseignement et de recherche. Plusieurs techniques et protocoles sont utilisés pour contrôler l'équipement et acquérir des données. L'analyse des données recueillies doit permettre de comprendre les facteurs qui contribuent à l'efficacité énergétique du bâtiment mais aussi d'identifier la performance énergétique des équipements au regard du confort des occupants. La simulation de l’occupant se concentre sur trois actions principales : le contrôle des volets, régulation de la température intérieure de consigne et la consommation d'eau chaude sanitaire (ECS). Sur quatre semaines en saison hivernale de l’année 2020, quatre scénarios d’usage du bâtiment par l'occupant sont simulés afin d'identifier leur impact sur le comportement énergétique du bâtiment. Le chauffage et le refroidissement sont assurés par une pompe à chaleur air-eau réversible, la production d'ECS est assurée par un système électro solaire. Six panneaux photovoltaïques alimentent le bâtiment. La ventilation est assurée par un système contrôlé de ventilation mécanique à double flux, couplé à un échangeur de chaleur sol-air.

Cet article présente des travaux effectués sur le bâtiment expérimental de l'IUT de Nîmes. L'objectif est d'analyser finement le comportement énergétique du bâtiment mais aussi des systèmes d'éclairage, de chauffage, de ventilation et d'ECS en fonction des sollicitations extérieures (météo) et du pilotage des systèmes du bâtiment qui simulent le comportement de l'occupant. Le chauffage du bâtiment expérimental est assuré par un plancher chauffant alimenté par une pompe à chaleur monobloc air-eau de 6 kW. Cet article porte seulement sur l'étude énergétique de la pompe à chaleur, effectué sur 3 périodes hivernales de 5 jours avec 3 scénarios de fonctionnement différents : Chauffage + ECS avec volets ouverts, chauffage seul avec et sans volets ouverts. Ce travail nous a permis de définir les outils d'instrumentation, de pilotage et d'acquisitions nécessaires à l'évaluation de l'impact de l'occupant sur le comportement énergétique du bâtiment à travers le chauffage, le rafraichissement, la ventilation, la consommation d'ECS et la gestion des ouvrants.