PhD RDC 15 - Optimisation multi-objectif de bâtiments en bois : vers le net-zéro en énergie et en carbone sur la vie du bâtiment
Problématique
Il est relativement facile d’optimiser une conception en tenant compte d’un seul critère, comme le coût par exemple. Cependant, lorsque nous avons un système complexe (un bâtiment dans ce cas-ci), et que l’on veut optimiser plusieurs critères en même temps, cela devient beaucoup plus compliqué. Ce projet vise donc à surmonter cette problématique : Comment optimiser la conception d’un bâtiment en bois net-zéro en tenant compte de plusieurs critères liés au bilan énergétique et en carbone?
L’objectif de la recherche
Ce projet vise à développer une méthodologie d’optimisation de la performance énergétique de bâtiments en bois de haute performance en tenant compte simultanément d’un ensemble de critères.
Méthodologie
Un ensemble d’indicateurs de performance sera d’abord élaborés et pourront toucher l’énergie, la structure, l’esthétisme, etc. Des outils de simulation de bâtiments seront ensuite intégrés dans une stratégie d’optimisation multi objectif, en incluant dans l’analyse les phases de construction, d’opération et déconstruction. Les bilans d’énergie, d’eau, de carbone seront optimisés sur le cycle de vie du bâtiment. Les éléments critiques de la conception seront mis en évidence afin d’aider les législateurs, les concepteurs et les opérateurs à réduire la trace environnementale des bâtiments. Une analyse de sensibilité sera réalisée pour évalue l’impact des paramètres incertains du problème. Finalement, à partir des familles de solutions optimales créées, une analyse multicritère sera élaborée pour faciliter le choix d’un design par des concepteurs.
Applications potentielles et retombées industrielles
Dans un premier temps, les outils développés pourraient être utilisés en pratique par les professionnels lors de la conception de bâtiments en bois. Cela permettra par exemple aux architectes et ingénieurs de définir les paramètres de conception d’un bâtiment en bois nette zéro qui minimise l’impact environnemental et le coût du bâtiment.
D’autre part, la méthodologie développée sera appliquée pour optimiser différents bâtiments types. Les résultats obtenus seront analysés pour mettre en évidence les combinaisons gagnantes, les règles générales qui se dégagent. Ces résultats correspondant à des compromis optimaux entre les fonctions et contraintes du bâtiment aideront à améliorer la conception des bâtiments. Enfin, ces mêmes résultats pourront être d’une grande utilité pour les acteurs municipaux et gouvernementaux, les firmes de génies conseils et les architectes qui s’intéressent à l’efficacité énergétique, à la réduction de l’empreinte écologique des bâtiments au Québec de même qu’à la valorisation du bois et de ses produits dérivés.
richard.gagnon.9@ulaval.ca