17 décembre 2018
Plate-forme bâtiment laboratoire d'Angers
Laurent Laloge
Le Cerema est spécialisé dans l'instrumentation, le suivi instrumenté, l'analyse et la capitalisation des données des bâtiments afin de caractériser les consommations d'énergies, l'étanchéité à l'air, le confort thermique, la qualité de l'air intérieur, le comportement hygrothermique des matériaux biosourcés... Il intervient à différents niveaux territoriaux pour des bénéficiaires variés.

Au cours d'un séminaire dédié à l'instrumentation des bâtiments, qui s'est tenu les 26 et 27 septembre 2018, des Ingénieurs chercheurs du Cerema se sont réunis au laboratoire d'Angers pour échanger sur leurs expériences en matière d'instrumentation et d'analyse des données, afin de répondre aux sollicitations de l'ensemble des maitres d'ouvrages publics.

L'Instrumentation au service dU bâtiment DURABLE

Spécialiste en matière d'instrumentation, de suivi, d'évaluation, de traitement et de compilation des données, le Cerema effectue de nombreuses "missions" pour les maîtres d'ouvrages publics.

L'instrumentation intervient dans les divers grandes thématiques auxquelles répondent les missions du Cerema en matière de bâtiments durables tels que l'efficacité énergétique des bâtiments, la qualité de l'air intérieur, le confort hygrothermique et la caractérisation des matériaux à faibles impacts environnementaux.

Le Cerema élabore pour cela des méthodologies et capitalise ensuite les connaissances dans des ouvrages à destination des gestionnaires et professionnels.

Les activités d'instrumentation et d'analyse de données se déclinent au  Cerema pour:

  • la recherche appliquée,Instrumentation dans un batiment
  • du suivi simple jusqu'au  réglage des équipements du bâtiment,
  • l'aide et l'accompagnement au suivi énergétique,
  • l'élaboration de méthodologie,
  • l'analyse de comportement de matériaux,
  • l'évaluation du confort hygrothermique,
  • la rédaction et publication de guides d’instrumentation à partir des retours d'expériences capitalisés.

 

 

 

Les activités d'instrumentation interviennent à différentes échelles  :

  • celle des matériaux avec le projet HUMITAtex qui permet l’étude à la fois globale et détaillée du comportement hygrothermique à l’échelle de la paroi et du bâti ancien ;
  • celle du logement (appartement, maison individuelle) avec l'évaluation Isabele qui fait la mesure in situ d’un coefficient d’isolation global Htr et la qualification de l’erreur sur cette mesure dans le cadre du projet PACTE/MERLiN ; avec le guide Promevent  pour l'amélioration des protocoles de mesure des systèmes de ventilation résidentiels , avec la mesure de bien être thermique permettant d'obtenir ainsi une quantification de la performance des systèmes de chauffage et de ventilation ;
  • celle d’un parc de logement  pour des EcoCités
  • voire du quartier,  avec le programme de recherche ONEVU  qui est une plate-forme pluridisciplinaire d’observation en environnement urbain (à Nantes) notamment sur à la micro-climatologie à différentes échelles (ilôt, quartier, ville), ...

 

Quelques références de missions d'instrumentation en cours

  • Plus de 200 bâtiments ont été instrumentés pour mesurer leurs performances énergétiques et leur confort thermique pendant 2 ans dans le cadre de la plate-forme de recherche et d’expérimentation sur l’énergie dans le bâtiment  : PREBAT
  • Campagne de mesure de logements sociaux énergétiquement performants pour l'Union Sociale pour l'Habitat (USH) sur le modèle des suivis PREBAT ;
  • L'instrumentation complète du collège Dorgelès de Longvic pour le compte du Conseil Départemental de la Côte d'Or. L'objectif de cette instrumentation est de vérifier le bon fonctionnement des systèmes et d'en évaluer la performance réelle suite à sa réhabilitation ;
  • Le suivi et analyse d'un bâtiment à énergie positive à la Cité Universitaire de Paris ;
  • Les suivis de consommations de deux stations radar en site isolé de montagne pour le Service National d’Ingénierie Aéroportuaire (SNIA). La mission consiste en une aide pour le suivi énergétique sur 1 an, l'analyse des consommations pour des propositions de travaux ;
  • Le suivi en direct des consommations de logements grâce au système THEMIS pour Allier Habitat ;
  • L'instrumentation en température / humidité de l'ambiance pour diagnostiquer le fonctionnement du bâtiment et ses systèmes ainsi que le suivi des consommations des postes bureautiques  et équipements dans le cadre du concours CUBE 2020  pour diverses régions ;
  • L'accompagnement des établissements scolaires pour le concours CUBE S ;
  • L'évaluation du confort thermique dans les DOM : par la mesure et des questionnaires dans différents logements neufs en Guyane et par l'utilisation d'un boîtier de recueils de données température / humidité /CO2 pour l'étude du confort des bureaux climatisés à la Réunion en association avec un bureau d'étude local ;
  • L'analyse du comportement hygrothermique du chaux-chanvre de la Maison du Tourisme de la Ville de Troyes ;
  • L'élaboration d'une méthodologie pour résorber les problèmes d'humidité dans les phares des côtes Normandes ;
  • Le chiffrage des gains potentiels suite à la mise en place d'un Contrat de Performances Energétique (CPE) en région Île - de - France ;
  • Dans le cadre d'Ecocités, le suivi sur 1 an des consommations, du confort été / hivers et de la qualité de l'air intérieur.

L'instrumentation des bâtiments

Kit instrumentation Isabele

Isabele

Ce kit d'instrumentation Isabele permet de mesurer in situ le coefficient d’isolation global Htr - Indicateur normé Htr (NF EN ISO 13790/2013)

Isabele complète la mesure existante de perméabilité à l'air de l'enveloppe.

Isabele qualifie à chaque essai l’erreur totale sur cette mesure.

Il est utilisé dans le cadre d'un protocole opérationnel et appropriable par les entreprises pour mesurer l’isolation globale de l’enveloppe d’une maison individuelle.

THEMIS

Themis

pour Thermic Monitoring System

Ce dispositif permet l'intégration de l'internet des objets dans les opérations d'instrumentation. C'est une solution connectée capable de synchroniser toutes les mesures en temps réel. Ce dispositif nomade qui étudie les bâtiments à travers un ensemble de capteurs est configurable depuis internet par un simple navigateur.

 

arbre climatique

L'arbre climatique :

Ce montage permet de mesurer tous les paramètres physiques permettant de juger et de valoriser le bien-être thermique sur 3 niveaux simultanément.

On obtient ainsi une quantification de la performance des systèmes de chauffage et de ventilation.

 

 

 

Plate-forme Efficacité Energétique des Bâtiments d’Angers

HUMITAtex

HUMIBAtex

Construite sur la plate-forme Efficacité Energétique des Bâtiments d’Angers , cette cellule expérimentale permet l’étude à la fois globale et détaillée du comportement hygrothermique à l’échelle de la paroi et du bâti ancien.

Ce projet de recherche fondamentale,  a permis l'élaboration d'un guide d’aide à la réhabilitation des bâtiments existants prenant en compte les risques de désordres liés à l’humidité générés par une réhabilitation non appropriée, et également la définition une base de données hygrothermiques sur un certain nombre de matériaux manquants dans les modèles actuels

cellule en tuffeau

Etude des transferts hygrothermiques au travers du Tuffeau

Deux cellules de 20 m² instrumentées, pour l'étude de la rénovation de bâtiments en tuffeau permettent de caractériser le comportement hygrothermique de ces parois en tuffeau, isolées ou non.

Ecran de traitement des données

Traitement des données

L'importation des mesures est automatisée à partir de tableurs préparés selon un modèle. Des logiciels assurent le traitement des données en éliminant des valeurs aberrantes.