Stage – Simulation thermique de bâtiments et réseau de chaleur

QUI SOMMES-NOUS ? Centre de recherches sur l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables Plus d'informations sur notre site internet. MISSIONS Le stage s’intègre dans un projet de recherche ayant pour but de fournir une aide à la décision pour lancer des projets de création et d’extension de réseaux de chaleur. La contribution du CES consiste à développer une base de profils de consommation pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire (8760 données horaires en Wh/m2 habitable/utile) en fonction de paramètres permettant une description simplifiée du parc (usage, forme, niveau de performance). Pour permettre l’évaluation de profils au pas horaire, il est proposé de faire appel à la simulation thermique dynamique, prenant en compte l’inertie thermique et les phénomènes transitoires de manière plus précise que les modèles simplifiés de type « RC » (résistances-capacités). Mais cette méthode nécessite une modélisation détaillée, qui peut difficilement être menée sur un grand nombre de bâtiments. Le principe proposé est alors de représenter le parc de bâtiments desservi par le réseau sous la forme d’archétypes, qui peuvent être définis par trois principaux paramètres : * l’usage (logement, santé, enseignement…), * la forme (compacité, ex. barre ou tour), * le niveau de performance énergétique (date de construction, rénovation éventuellement menée). Dans le cadre de ce projet, le modèle comportera de l’ordre de 10 archétypes, par exemple : barre et tour de logements sociaux non rénovés et rénovés, résidence neuve basse consommation, lycée rénové et non rénové, école rénovée et non rénovée, éventuellement un 10ème type selon les besoins de l’étude de cas étudiée dans le projet. Pour chaque archétype, un profil de besoins sera évalué par simulation thermique dynamique sur une année climatique type et un scénario d’usage représentatif. Ce scénario sera issu d’une modélisation statistique développée sur la base de statistiques de l’INSEE (thèse d’E. Vorger). Des données climatiques élaborées par Météo-France dans le cadre du projet ADEME Résiliance seront utilisées pour évaluer l’évolution de ces profils à l’horizon 2050 et 2100, en considérant des évolutions pour le nord et le sud de la France. Un scénario de réhabilitation thermique sera défini pour chaque archétype, de manière à étudier l’évolution des profils en fonction de ce paramètre. Trois niveaux de performance seront ainsi définis : le niveau avant réhabilitation, un niveau correspondant à une réhabilitation complète très performante au niveau passif (isolation des toitures et façades, si possible du plancher bas, remplacement des fenêtres par du triple vitrage, ventilation double flux), et niveau intermédiaire (moindre niveau d’isolation, double vitrage, ventilation simple flux hygro-réglable). Ce plan de simulation conduit alors à un jeu de 10 archétypes x 3 climats (année type, 2050 et 2100) x 2 ou 3 niveaux de performance (selon que l’archétype est un bâtiment neuf ou ancien). Des besoins de chauffage par m2 habitable/utile seront alors déduits. De même, un ensemble de profils de consommation sera élaboré pour l’eau chaude sanitaire en fonction de l’usage des bâtiments (logement, santé, enseignement) et supposé indépendant des autres paramètres sauf le niveau d’isolation du circuit de distribution. Cela conduira donc à 3 usages x 2 niveaux d’isolation soit 6 profils types de besoins par m2 habitable/utile. Une synthèse sera rédigée afin de préparer la communication et les échanges avec un groupe d’experts externes. Le stage a pour objectif de former l'étudiant aux outils de simulation thermique et d’analyse de cycle de vie appliqués aux bâtiments. L’étude de cas concrets et la comparaison à des mesures contribuent au développement d'une démarche scientifique. PROFIL RECHERCHÉ master 2 ou projet de fin d'étude d'ingénieur dans le domaine de l'énergétique des bâtiments CONDITIONS Rémunération : SMIC