Evaluation des économies d’’énergie pour une exploitation hybride de la température

7.3.1 Proposition de contrôle hybride

La notion de confort adaptatif permet de limiter la consommation en prenant en compte une consigne de température intérieure variable en fonction de la température extérieure.

Ainsi, l’’adaptation des occupants par rapport à l’’ambiance thermique intérieure est utilisée afin de permettre une certaine déviation de la température et ainsi réduire les besoins de froid.

Nous proposons de développer un contrôle de la température d’’air pour laquelle la

climatisation est coupée la nuit et sa remise en route s’’effectue manuellement par l’’occupant lorsque sa perception du confort thermique n’’est pas satisfaisante (voir

Annexe 2, fiche ECO P1.4).

Pour estimer le gain potentiel associé à cette stratégie, nous proposons d’’utiliser comme limite de la dérive de la température la limite de confort de la norme [EN15251] dans le cas d’’un bâtiment non climatisé. Nous pouvons ainsi estimer le moment où l’’ambiance intérieure n’’est pas confortable lorsque la climatisation est arrêtée. Lorsque cette limite est dépassée, la climatisation est mise en marche, la température de consigne est alors une valeur qui est inférieure à la limite de confort d’’un bâtiment climatisé (stratégie 1). Notons que pour chaque jour, cette limite est calculée en fonction de la température extérieure en moyenne glissante journalière.

Une deuxième stratégie a été simulée afin de la comparer à la précédente. Cette stratégie utilise une consigne constante de température égale à 26.5°C (stratégie 2). La figure suivante représente schématiquement l’’évolution temporelle au cours d’’une journée de la température intérieure pour les deux stratégies précédentes.

Figure 7-6 Schéma représentatif du contrôle hybride proposé

7.3.2 Présélection des facteurs de sensibilité pour le contrôle hybride

Il est nécessaire de définir précisément dans quelle configuration ce contrôle hybride peut s’’appliquer. Nous proposons donc de restreindre le domaine d’’application de ce type de contrôle.

Les bâtiments de faibles tailles contiennent pour la plupart des bureaux de faibles

tailles. Ces bureaux ont un accès facilité aux fenêtres, et doivent en particulier contenir peu de personnes, ce qui exclut les bureaux de type « open-space ». De

plus, les fenêtres doivent être équipées de contact de type feuillure pour éviter tout gaspillage énergétique. Notons également, que le code vestimentaire de l’’entreprise doit être assez souple pour s’’adapter aux conditions d’’ambiance extérieure.

Lorsque ces différentes conditions sont réunies, il nous semble envisageable d’’utiliser notre contrôle hybride de la climatisation.

(h) 0 ₂₄ Tlimitenonclim temps Climenmarche Température Tlimiteclim

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C’’est pourquoi dans le cadre de notre étude, nous avons effectué une analyse de l’’impact de notre stratégie de contrôle hybride sur un bâtiment de Type 3 (voir chapitre 6, paragraphe 6.4.2).

7.3.3 Performance consommation / confort du contrôle hybride

Nous avons réalisé l’’étude de ces stratégies pour une année de référence37_{. Nous}

avons utilisé des critères de confort basés sur des limites de température opérative de la catégorie de bâtiment III de [EN15251], et ce, pour chacune des deux stratégies de contrôle :

x Pour le contrôle hybride : la limite en température opérative est celle d’’un bâtiment climatisé de catégorie III lorsque le système de climatisation est en marche, et la limite en température opérative est celle d’’un bâtiment non- climatisé lorsque le système de climatisation est arrêté.

x Pour le contrôle à consigne constante : la limite en température opérative est celle d’’un bâtiment climatisé de catégorie III.

Pour notre environnement virtuel, nous n’’avons pas pris en compte de ventilation naturelle, mais il est possible de supposer que les unités de climatisation continuent d’’apporter un flux d’’air sur les occupants.

Les résultats en termes de températures opératives de ces deux stratégies sont donnés à la Figure 7-7. Cette figure extrait deux semaines du mois de Juillet en fonction de la température journalière extérieure en moyenne glissante. Les ronds sont utilisés pour

la stratégie hybride, les carrés sont utilisés pour la stratégie de consigne constante. La ligne en pointillés représente la limite de confort lorsque la climatisation

n’’est pas en fonctionnement. La ligne horizontale en gras représente la limite de confort pour un bâtiment climatisé.

Figure 7-7 Températures opératives pour les deux stratégies [Caillet09]

Pendant trois à quatre heures par jour, la température intérieure dérive jusqu'à la température limite d’’un bâtiment non-climatisé. Comme nous l’’avons constaté, au paragraphe 7.1.2, il existe un inconfort malgré une consigne de température constante car la température contrôlée n’’est pas la température opérative. Nous avons synthétisé la performance annuelle en termes de consommation thermique et de confort pour les deux stratégies de contrôle au tableau suivant.

37_{Compte tenu de la structure du code de calcul, nous avons été contraints d’’introduire un coefficient de} surdimensionnement du GPEG pour assurer la convergence de l’’outil.

 24 24.5 25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18

Moving daily mean average outdoor temperature °C

Operati ve temperat ur e °C Adaptive control Adaptive comfort limit summer III Comfort limit III

Realistic behaviour Thermostat 26,5°C

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Figure 7-8 Résultat de la performance consommation/confort de la stratégie hybride Le gain de besoin annuel thermique pour le système de climatisation est d’’environ 7%. Globalement le confort est respecté.

Comme un surdimensionnement a été appliqué pour effectuer les simulations, les conditions d’’ambiance peuvent être plus dégradées que celle évaluées dans notre simulation. En effet, si la climatisation n’’arrive pas à faire respecter la consigne imposée, le confort du bâtiment climatisé n’’est alors pas respecté pendant une durée plus longue. D’’un autre côté, notons que le changement de consigne survient une heure après la détection de l’’inconfort, ce qui dégrade de surcroit le confort. Mais le besoin thermique est quand à lui surestimé.

Une étude paramétrique serait nécessaire afin d’’analyser la sensibilité de caractéristiques supplémentaires (géométriques, thermiques).

Contrôlehybride Consigneconstante Nombred'heured'inconfort 278 229 Degrésheuresd'inconfortété 77 57,1

Inconfortmoyen°C 0,3 0,2

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