Rapport final du projet ANR VALERIE


Le projet VALERIE : La conception bioclimatique revisitée

Des repères simples pour la conception bioclimatique, des méthodes et des technologies pour mieux exploiter les ressources de l’environnement.
Depuis le premier choc pétrolier, les bases de la conception bioclimatique des bâtiments, visant à exploiter les ressources de l’environnement pour satisfaire ses besoins énergétiques, ont été posées. Mais, faute de repères simples portant sur l’évaluation de la qualité énergétique de l’environnement et la qualité bioclimatique d’un bâtiment, cette voie reste insuffisamment développée. L’objectif principal du projet VALERIE a consisté à définir des critères de conception bioclimatique compréhensibles par tous pour faciliter l’innovation et la diffusion de solutions avancées. En termes de méthodes, nous avons cherché à définir et quantifier les critères de la qualité bioclimatique. En termes de technologie, il s’agit d’esquisser des concepts capables de concilier une faible consommation et une forte exploitation des ressources de l’environnement. Grâce à ce projet, nous est offert la perspective d’enrichir la palette technique actuelle par des solutions nouvelles, complémentaires des solutions actuelles, puisant leur performance dans la valorisation des ressources de l’environnement.

Un projet basé sur la simulation énergétique dynamique des bâtiments.
Le projet VALERIE s’est intéressé tout principalement à 2 besoins dominants dans le bâtiment (chauffage et rafraîchissement) et à 3 ressources de l’environnement (soleil, air extérieur et voûte céleste). Pour chaque besoin, la qualité de l’environnement fut quantifiée par la concomitance entre la ressource et le besoin (une notion de ressource utile). Pour chaque ressource, la qualité bioclimatique du bâtiment fut déterminée par la différence entre deux besoins : le besoin estimé sans la ressource et celui estimé avec la ressource. Ceci a été rendu possible par un usage conséquent de la simulation énergétique dynamique sur 3 bâtiments types déclinés en 2 versions : Non isolé et BBC. Des critères objectifs et simples ont ainsi été définis et quantifiés pour comparer les solutions en termes de consommation et en termes d’exploitation des ressources utiles. Il fut alors possible d’isoler la part de la performance énergétique pouvant être attribuée à l’exploitation des ressources. L’application à des bâtiments classiques et à des solutions réputées bioclimatiques éclaire sur les faiblesses de nos pratiques actuelles et montre les pistes pour esquisser de nouveaux concepts.

Résultats majeurs du projet.
Le projet confirme que le gisement de performance énergétique contenu dans l’environnement du bâtiment est gigantesque mais que les ressources utiles sont peu exploitées, même pour des solutions dédiées. La quantification d’indicateurs, les analyses par simulation et les méthodes d’optimisation mises en oeuvre ont permis d’identifier des solutions nouvelles pour capter, stocker et distribuer ces ressources. Par exemple, un capteur de ciel, pour rafraîchir en été ou des systèmes de stockage de courte durée (16 à 18 heures) pour mieux exploiter les ressources. L’avenir de la performance énergétique réside dans l’exploitation de l’environnement. Parmi les domaines de recherche les plus prometteurs, celui-ci ouvre de nombreuses perspectives.

Production scientifique et brevets.
Le projet a donné lieu à 3 soutenances de thèses, à la publication de 12 articles et à plusieurs conférences invitées, en France et à l’étranger. L’intérêt des milieux scientifiques en énergétique du bâtiment se traduit par un début de diffusion dans l’enseignement supérieur (Ecoles d’ingénieurs et d’architecture). Des contacts avec les milieux industriels ont été établis, notamment avec la filière des matériaux de construction intéressée pour concrétiser par des produits les concepts issus du projet.

Le projet VALERIE est un projet exploratoire coordonné par EDF R&D et associant trois partenaires universitaires (ARMINES, INSA Lyon et LOCIE) et un bureau d’études (OASIIS). Le projet a commencé en mars 2009 et a duré 42 mois. Il a bénéficié d’une aide de l’ANR de 707 617 € pour un coût global de 1 210 035 €.