Axe 12
Matériaux de construction et thermique du bâtiment
La climatisation est le premier poste de consommation du tertiaire. Matériaux à changement de phase, isolants biosourcés, transferts couplés.
Contexte
Réduire la charge de climatisation est la mesure d'efficacité énergétique la plus rentable du secteur tertiaire, et elle se joue entièrement dans la physique de l'enveloppe : conductivité, inertie, transferts couplés de chaleur et d'humidité.
Or les modèles hygrothermiques et les solutions passives disponibles ont été développés pour des climats tempérés ou chauds et secs. En climat chaud et humide, à faible amplitude thermique diurne, plusieurs des hypothèses fondatrices tombent.
Questions ouvertes
Ce que la littérature ne tranche pas
Matériaux à changement de phase : quelle température de fusion et quelle enthalpie sont optimales quand l'amplitude thermique diurne est faible ? Le stockage latent conserve-t-il un intérêt hors des climats désertiques ?
Isolants biosourcés (fibres de coco, balle de riz, composites terre-fibres) : comment la conductivité thermique et la diffusivité varient-elles avec la teneur en eau, et ces propriétés sont-elles stables sous humidité élevée durable ?
Transferts couplés chaleur–humidité dans les parois massives en terre crue : les modèles hygrothermiques calibrés en climat tempéré sont-ils transposables, et où échouent-ils ?
Physique du confort en ambiance humide : quelle relation quantitative entre température opérative, humidité, vitesse d'air et charge réelle de climatisation ?
Revêtements à refroidissement radiatif passif : quel gain net sous un ciel équatorial couvert, où la fenêtre atmosphérique est partiellement fermée par la vapeur d'eau ?
Faisabilité
Plaque chaude gardée, boîte chaude, conductivimètre à fil chaud, cellules test instrumentées : l'équipement se construit en grande partie sur place.
Méthodes et moyens
- Mesure de conductivité et de diffusivité thermiques en fonction de la teneur en eau
- Cellules test instrumentées en conditions réelles et boîte chaude calibrée
- Calorimétrie des matériaux à changement de phase
- Simulation hygrothermique de parois et de bâtiments
- Mesure spectrale d'émissivité et bilan radiatif sous ciel couvert
Débouché visé
Des données thermophysiques de référence pour les matériaux de construction biosourcés et en terre crue et des règles de conception passive qui réduisent la première charge électrique du secteur tertiaire.
Chaîne de production simulée
Production d'isolants biosourcés et de matériaux à changement de phaseDu procédé de fabrication à l'économie de climatisation chiffrée sur un bâtiment réel.Axes liés
Physique des matériaux pour la biomasse et la combustion
Cinétique de pyrolyse et de gazéification des résidus de cacao et de palmier, transferts thermiques en lit fixe, catalyseurs.
En savoir plus
Matériaux électroniques à partir de ressources abondantes
Oxydes conducteurs transparents sans indium, matériaux magnétiques doux au fer, céramiques diélectriques.
En savoir plus
Physique computationnelle
DFT, dynamique moléculaire, simulation multiphysique : structure électronique, transport de phonons et défauts ponctuels.
En savoir plus