Optimisation de la conception des parois du bâtiment pour la réduction des consommations énergétique

Le travail présente une méthode d’optimisation innovante pour la conception des parois du bâtiment. L’approche proposée consiste à minimiser la consommation d’énergie d’un mur de bâtiment en adaptant la forme de l’interface entre les matériaux constitutifs, soit les parties porteuse et isolante. Le problème direct considère une équation de transfert de chaleur 2D en régime transitoire résolue par le schéma de différences finies de DuFort Frankel. Les conditions limites appliquées aux surfaces sont convective à l’intérieur, convective avec un rayonnement en courtes longueur d’onde à l’extérieur et adiabatique sur les surfaces horizontales. Les coefficients de ces conditions varient suivant le temps et l’espace. L’interface entre les matériaux de la paroi est modélisée par une fonction analytique qui permet de définir la répartition des propriétés thermiques du mur dans l’espace.

Concernant la minimisation, la fonction objective est définie comme le flux thermique total sur la partie intérieure du mur. Elle est optimisée en modifiant les coefficients de l’équation analytique régissant l’interface et en respectant la contrainte de proportion entre l’isolant et le matériau porteur donnée par la configuration standard.

Enfin, une étude de cas située dans la ville de Chambéry en France montre l’efficacité de la stratégie numérique en exposant le cas optimisé obtenu.

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