MSc RDC 11 - Impact de la faible masse thermique du bois sur la performance des bâtiments
Problématique
Les bâtiments en bois ont une faible masse thermique, ce qui affecte négativement les profils de consommation énergétique et le confort des occupants. On vise ici à documenter cet effet en climat québécois et à développer des stratégies architecturales et au niveau des systèmes mécaniques pour contrebalancer la faible masse thermique en optimisant la performance énergétique et le confort des occupants. Ces concepts seront testés par des simulations numériques.
L’objectif de la recherche
-Analyser le comportement du bois dans les murs au niveau de la masse thermique.
-Optimiser la composition des types de murs contenant du bois dont les murs à ossature légère et les murs composés de CLT (bois lamellé-croisé).
-Procéder à une analyse plus globale de la performance du bois dans les bâtiments (pas seulement dans les murs mais aussi au niveau des planchers et des plafonds) dans le but de bien connaître le comportement et la performance du matériau par rapport aux méthodes de construction courantes.
-Proposer des solutions pour optimiser la performance du bois dans les bâtiments en regard de la masse thermique.
Méthodologie
-Produire un modèle MatLab qui permet de calculer des propriétés thermiques dynamiques des murs.
-Simuler les murs établis qui représentent les 4 ou 5 catégories de construction.
-Produire un modèle 3D pour investiguer l’effet de la masse thermique au Québec et dans d’autres climats.
-Simuler différentes compositions de murs pour évaluer l’effet de la masse thermique dans eQuest.
-Procéder à une analyse et une optimisation de la composition du mur à l’aide de MatLab et d’un logiciel d’optimisation selon les contraintes et objectifs établis.
-Étude des résultats obtenus et comparaison avec la vocation et le confort désirés.
-Comparaison avec les résultats obtenus dans d’autres articles.
-Établissement d’un modèle de bâtiment 3D qui servira de référence pour effectuer les analyses et les optimisations.
-Simulation numérique du bâtiment 3D avec un logiciel de simulation tel qu’Energy Plus ou eQuest
-Optimisation de la composition et des stratégies de ventilation du bâtiment.
-Simulation de bâtiments avec ou sans structure apparente et analyse des résultats.
VOLET OPÉRATIONS :
-Optimisation de la composition et des stratégies de ventilation du bâtiment.
-Étude des résultats obtenus et comparaison avec la vocation et le confort désirés.
VOLET CONCEPTION :
-Produire un modèle MatLab qui permet de calculer des propriétés thermiques dynamiques des murs.
-Simuler les murs établis qui représentent les 4 ou 5 catégories de construction.
-Produire un modèle 3D pour investiguer l’effet de la masse thermique au Québec et dans d’autres climats.
-Simuler différentes compositions de murs pour évaluer l’effet de la masse thermique dans eQuest.
-Procéder à une analyse et une optimisation de la composition du mur à l’aide de MatLab et d’un logiciel d’optimisation selon les contraintes et objectifs établis.
-Simulation de bâtiments avec ou sans structure apparente et analyse des résultats.
Applications potentielles et retombées industrielles
-Création de règlements ou inspiration de la réglementation au niveau de certaines variables thermiques dynamiques pour les bâtiments.
-Économie d’énergie à long terme en améliorant la composition des murs.
-Économie d’énergie l’aide de nouvelles stratégies d’utilisation de la masse thermique et de stratégies de ventilation.
-Bilan de carbone diminué à l’aide de l’utilisation du bois dans les bâtiments à la place du béton.
-Création de nouvelles coupes de murs écoénergétiques avec une masse thermique et un comportement thermique optimisés.
alexandre.pepin.4@ulaval.ca
