Résumé: Face à la problématique énergétique actuelle, les enveloppes en bois constituent un enjeu primordial et une réponse efficace pour la réduction des impacts environnementaux liés au secteur du bâtiment. Le matériau bois présente de nombreux atouts : matière première renouvelable, déchets de chantier réduits, énergie grise faible, fixation du CO2, etc. En plus, ce matériau est hygroscopique, apte à fixer l’humidité. Il a bien démontré sa capacité à améliorer le confort thermique (Raji, 2006), la consommation énergétique (Pickett, 2003) et surtout la régulation de l'humidité intérieure dans les bâtiments (Hameury, 2005). A cette fin, et dans le cadre des travaux de thèse (Medjelekh, 2015), une étude des transferts hygrothermique au niveau d’une fuste, une cellule test en rondins de douglas, a été réalisée. Le but étant d’évaluer les effets de ce type d’enveloppes de bois massif dans le confort thermique et la consommation énergétique sous les aléas climatiques d’Egletons (France).

Résumé: In order to complete the in situ identification of the ‘‘demonstrator” (or model) buildings chosen in the framework of the European Regional Project SUDOE ENERPAT for the eco-renovation of heritage residential habitat in the historic centres of Cahors (France), Porto (Portugal) and Vitoria (Spain), a campaign of characterizations was carried out on the materials constituting the initial envelope. The results of the main measured material properties bricks, stones and lime plaster (taken from the envelope of the building in Cahors) are presented. The emphasis is on hygrothermal characterization. Structural characterizations are addressed as well as data on physicochemical and mechanical aspects. The results on the variations of the properties identified are discussed. The age, mineralogical composition, manufacturing process, moisture content and prevailing environmental conditions are all parameters that cause these variations and contribute to the state of preservation of ancient materials. The identified properties of the materials will serve as inputs to the software and models intended to characterize the behaviour of envelopes of ancient buildings. The first findings can help in the choices of treatment for these ancient materials. The proposed eco-renovation solutions can be appropriate for the preservation, of both the architectural heritage and the historic centres.

Résumé: n front of the building energy issues and environmental impact bound, it appears that the earth envelopes are a promising track in terms of improving thermal comfort, indoor air quality, energy consumption and indoor humidity regulation. For this purpose, a characterization of hygrothermal transfers in the unfired earth was been conducted with experimental and numerical approaches. Thus, the studies at the material and wall scales were necessary to check dissociate and coupled hygrothermal behaviour. The material scale has been used to characterize properties related to heat and mass transfers. The hygrothermal coupling has been the subject of a specific study via a dual-climate test chamber at an earth wall scale. Finite Differences (FD) and Finite Elements (FE) implementations have resulted in a detailed analysis of transfers across the tested earth wall with a reduction work of order required to limit the calculation time. Emphasis is placed on the effects of moisture in the hygrothermal transfer in order to validate a digital tool developed in this work.

Résumé: Numerical and experimental methodologies are presented in order to evaluate thermal and moisture buffering properties of hygroscopic masonry walls composed of unfired clay bricks. An original full-scale instrumented wall is subjected to various transient scenarios on both faces, using a double climatic chamber device. This equipment allows a separated thermodynamic balance in the two rooms for the determination of heat and mass flows through the wall. The development of a coupled heat and mass transfer process implemented in the Cast3M finite element software is outlined as well. The material's input parameters for the model are first identified on samples at a decimeter scale. Among them, a continuous dependence law governing vapor permeability vs. moisture content is established, by exploiting the kinetics of sorption steps in both cubic and half-brick samples. Based on these experimental characterizations, all parameters are introduced for the simulation of a full-scale wall through different scenarios of hydric loading. Comparisons drawn between simulation and the experimental evolutions of moisture and temperature show a good accuracy at this scale. The moisture balance quantities derived in both cells are also verified, proving the model's effectiveness in terms of mass transfer simulation. Finally, the thermal effect of sorption heat is also discussed, experimentally as well as numerically. For realistic scenarios, it is shown to be limited to about 0.5 K.

Résumé: Energy consumption in Algerian residential buildings is very high, especially during the summer season. The thermal inertia of the building envelope may contribute to improving the thermal comfort and even lead to replacing air conditioning systems. This passive process is typically associated with an external wall made of heavy construction counteracting the strong changes in temperature. In reality, other parameters are acting to influence this property. The present paper describes a three-year field case study devoted to monitoring an inhabited stone house, dating from the colonial era in the town of Guelma (Algeria), exposed to a hot and sub-humid climate. Results from the monitoring program indicate that the passive process called “hygric inertia”, in association with the “thermal inertia” of porous and hygroscopic local materials adapted to the regional climate, has led to improving thermal comfort and humidity regulation: a drop of more than 14.5 K was recorded. Permeable coverings may have exerted an impact on indoor hygrothermal conditions, in generating a temperature drop of 1.5 K, which corresponds to a 31.5% energy savings rate. Other parameters, including the construction system, are also involved in stabilizing the indoor temperature and moisture. The results of a modeling run using the TRNSYS software showed good agreement between simulated and measured air temperature readings, which validates the effect of thermal inertia. The two humidity models implemented in this software do not take moisture transfers in the wall into account. The low spreads in relative humidity measurements however have confirmed that the effect of hygric inertia on ambient temperature inside this house is not as significant as that of thermal inertia. It can be concluded that a 100% hygroscopic house does not actually exist.

Résumé: Face à la problématique énergétique du bâtiment et l’impact environnemental lié, il apparait que les enveloppes en terre crue sont une piste prometteuse en termes d’amélioration du confort thermique, de qualité de l’air intérieur, de consommation énergétique et de régulation de l'humidité ambiante. Une caractérisation des transferts hygrothermiques dans la terre crue a donc été menée avec une approche expérimentale et numérique multi-échelle. Ainsi, le monitoring d’une maison habitée sous climat chaud/hyper aride, construite en terre et paille a été sujet de caractérisation au premier niveau, montrant l’effet de la régulation thermo hydrique de ce matériau. Des études aux échelles du matériau et de la paroi ont été nécessaires pour vérifier ce comportement. Celle du matériau a permis de caractériser les propriétés liées aux transferts de chaleur et de masse. Le couplage thermo-hydrique a fait l'objet d'une étude spécifique à l'échelle de la paroi en terre, caractérisée via une enceinte bi-climatique. Les implémentations différences finies et éléments finis ont abouti à une analyse fine des transferts à l'échelle de la paroi en terre crue. L’accent est mis sur les effets de l’humidité apportés dans les ambiances intérieures afin de valider un outil numérique développé dans ce travail.

Résumé: Pour la qualité du confort thermique intérieur, il est important de prendre en considération l’aspect inertie thermique de la construction dans le choix et l’emplacement de l’isolant. A cet effet de l’interaction entre l’isolation et l’inertie, une modélisation avec le logiciel TRNSYS a été établie dans le but de rechercher l’emplacement et l’épaisseur types de l’isolant sans affecter la performance de l’inertie thermique. Les résultats montrent que l’introduction d’un isolant permet un abaissement important de la température intérieure qu’avec la lame d’air. L’emplacement idéal de l’isolant dans la paroi est celui du coté externe de la masse thermique. Sur l’épaisseur recommandée de l’isolation et pour des raisons économiques, l’épaisseur idéale est celle de 5cm puisque la température intérieure reste peu sensible à partir de cette valeur.

Résumé: L’inertie thermique des bâtiments, sujet de notre propos, est derrière l’intelligente relation qui repose sur la bonne compréhension des échanges thermiques entre le dedans et le dehors. Elle participe au bon rendement, à la bonne utilisation et au confort de la machine thermique (bâtiment). Une investigation a été menée sur une maison de l’époque coloniale à Guelma afin d’estimer le rôle de l’inertie sur le confort hygrothermique. En comparaison, une villa contemporaine a été choisie pour évaluer l’impact de l’inertie thermique sur la consommation énergétique des bâtiments. Les résultats montrent que l’utilisation d’un matériau local adapté au climat de la région est à l’origine de la réalisation du confort hygrothermique et la consommation réduite de l’énergie. La validation des résultats de l’investigation par le logiciel TRNSYS.V14 réaffirme le rôle prépondérant de l’inertie thermique dans le maintien de l’équilibre hygrothermique intérieur. Bien que l’inertie des matériaux, selon les résultats, doit être associée aux moyens de chauffage (d’appoint) et de refroidissement naturelle (ventilation nocturne) dans les situations les plus défavorables.

Résumé: Les centres historiques des villes du sud-ouest de l’Europe connaissent, cette dernière décennie, un fort déplacement de la population vers la périphérie. La précarité énergétique et la vétusté des bâtiments en sont les causes principales. À cette fin, le projet Européen SUDOE ENERPAT a été élaboré pour l’éco-rénovation de l'habitat résidentiel patrimonial des centres anciens de Cahors (France), Porto (Portugal) et Vitoria (Espagne). Une méthodologie multicritère de solutions a été envisagée pour l’éco-rénovation de deux bâtiments choisis à Cahors. Tout d'abord, une approche coopérative de « living lab » a été adoptée permettant de faire participer plusieurs acteurs, notamment les utilisateurs, les architectes et politiciens locaux de travailler avec les chercheurs. Dans un contexte réel de living-lab, les utilisateurs ne se limitent pas à des clients finaux, mais deviennent des acteurs clés, autrement dit, des co-créateurs du processus de recherche et d'innovation. Ces derniers, lesquels par la suite, au niveau des ateliers de co-création avec les parties prenantes et les artisans locaux, ont discuté les pré-solutions et applications possibles. Dans cet article, la méthodologie retenue et les solutions d’éco-rénovation abouties sont présentées. Dans une perspective d'économie circulaire, les objectifs d'amélioration du confort, la réduction de la consommation énergétique, la conservation du patrimoine et la préservation de la santé publique sont visés.

Résumé: Face à la problématique énergétique actuelle, les enveloppes en bois constituent un enjeu primordial et une réponse efficace pour la réduction des impacts environnementaux liés au secteur du bâtiment. Le matériau bois présente de nombreux atouts : matière première renouvelable, déchets de chantier réduits, énergie grise faible, fixation du CO2, etc. En plus, ce matériau est hygroscopique, apte à fixer l’humidité. Il a bien démontré sa capacité à améliorer le confort thermique (Raji, 2006), la consommation énergétique (Pickett, 2003) et surtout la régulation de l'humidité intérieure dans les bâtiments (Hameury, 2005). A cette fin, et dans le cadre des travaux de thèse (Medjelekh, 2015), une étude des transferts hygrothermique au niveau d’une fuste, une cellule test en rondins de douglas, a été réalisée. Le but étant d’évaluer les effets de ce type d’enveloppes de bois massif dans le confort thermique et la consommation énergétique sous les aléas climatiques d’Egletons (France).

Résumé: Une approche multicritère de solutions a été envisagée pour l’éco-rénovation de deux bâtiments choisis à Cahors dans le cadre du projet Européen ENERPAT SUDOE. D'une part, l'architecture et le caractère d'origine des bâtiments doivent être préservés. D'autre part, des solutions économiques et adéquates pour le respect de l’environnement doivent être trouvées. Une méthodologie de Living Lab et des ateliers de co-création a été initialement adoptée permettant aux parties prenantes locales : d’artisans, architectes et autorités de travailler avec les chercheurs et discuter les pré-solutions. En parallèle, in situ et en laboratoire, une caractérisation thermo hydrique a été menée sur les matériaux constituant la paroi initiale pour aider au choix des meilleures solutions d'éco-rénovation. Les isolants et revêtements bio-sourcés ont été trouvés les plus avantageux en terme de confort hygrothermique. Ils doivent être en solution de « correction thermique », de 4 à 6 cm du côté interne de la paroi externe. Pour valider les solutions trouvées, les revêtements chaux-chanvre et terre crue-chanvre ont été testés en variant le taux de fibres. Les résultats montrent que l'enduit chaux-chanvre très fibré est le plus isolant avec une bonne inertie thermique et une excellente régulation hydrique.

Résumé: Dans le but d’identifier les mécanismes de transferts à l’échelle d’une zone interne d’enveloppe hygroscopique, une campagne de mesures de plusieurs années a été menée sur une cellule-test en exposition extérieure, construite en béton de bois. L’efficacité de ce matériau dans la gestion des transferts hygrothermiques a été évaluée sur divers scénarios, confrontés aux performances d’un modèle thermo hydrique couplé, développé en éléments finis sous Cast3M. Sur des échantillons du matériau, les paramètres nécessaires au modèle ont préalablement été déterminés en laboratoire. La perméabilité à la vapeur a été identifiée en confrontant la cinétique d’échange de masse lors des essais de sorption aux résultats du modèle développé. Ensuite, dans une version uni-zone du modèle, les parois sont discrétisées par éléments finis et les conditions climatiques réelles sont appliquées sur les faces externes, alors que l’évolution thermo-hydrique de l’ambiance est calculée. Par le biais des équations couplées considérant la chaleur de sorption, le modèle établi permet d’évaluer l’incidence des phénomènes hydriques sur le bilan énergétique de la cellule-test.

Résumé: Dans le cadre du projet européen SUDOE ENERPAT d'éco-rénovation des centres historiques de Cahors (France), Porto (Portugal) et Vitoria (Espagne), une multi caractérisation a été menée sur les matériaux constituant l’enveloppe initiale. Les résultats de mesure des principales propriétés des briques cuites (prélevées de l’enveloppe du bâtiment de Cahors) testées au laboratoire sont présentés. L’accent est mis sur la caractérisation thermo hydrique. La caractérisation structurale ainsi que physicochimique sont aussi abordées. La discussion des résultats est portée sur les variations des propriétés identifiées. L’âge, la composition minéralogique, le processus de fabrication, la teneur en humidité, les conditions environnementales régnantes sont autant des paramètres causant ces variations et contribuant à l’état de conservation des briques cuites anciennes. Les propriétés identifiées serviront d'entrées aux logiciels et aux modèles permettant de caractériser le comportement des enveloppes des bâtiments anciens. Aussi, les premières constatations trouvées peuvent aider dans les choix de traitement de la brique cuite au sein de l’enveloppe du bâtiment ancien et dans les solutions d’éco- rénovation appropriées pour la préservation, à la fois, du patrimoine architectural et des centres historiques.