5.3 Validation du modèle
5.3.1 En inoccupation
Dans cette première étape de validation du modèle, une période de 10 jours (différente de celle choisie pour le calage) a été choisie suivant les conditions suivantes : logements en inoccupation et soumis à des conditions estivales. En ITI cette période correspond aux jours compris entre le 3 et le 13 août 2015, et en ITE la période de validation est comprise entre le 11 et le 21 août 2015.
5.3.1.1 Validation du modèle en terme de température d’air
Dans les figures5.16et5.17sont exposés les résultats de la validation du modèle en terme de température pour les deux logements. Dans le cas du logement avec isolation thermique par l’extérieur (ITE) on constate un bon accord entre les données mesurées et simulées pour les deux types de zones (exposées et non-exposées), tel que montré dans la figure5.18. Concernant les résultats dans le logement avec isolation thermique par l’intérieur (ITI), on constate que le modèle surestime légèrement le comportement thermique de celui-ci, particulièrement dans le salon et dans les zones non-exposées. Par conséquent, dans le modèle les erreurs trouvées en ITI sont supérieures par rapport aux erreurs trouvées en ITE dans l’étape de validation, et supérieures à celles trouvées dans l’étape de calage. Ces résultats pourraient être expliqués par les hypothèse prise sur le flux solaire et le protections aux fenêtres, lesquels ont été conservés dans étape de validation. En ITE les erreurs minimale et maximale trouvés sont de Tmoy27,1±0,29◦C dans la cuisine et de TRmoy 25,4±0,88◦C dans le salon (données simulées). Dans ce logement on constate aussi une augmentation de l’erreur absolue par rapport à celle trouvée dans le calage du modèle (tableaux5.6et5.7). Concernant les résultats de validation en ITI, l’erreur moyenne absolue la plus importante a été trouve dans la chambre enfant (26,5±0,94◦C) et la plus basse dans la cuisine (28,7±0,68◦C). L’augmentation de l’écart en ITI pourrait s’expliquer par les hypothèses prises sur les échanges d’air avec l’extérieur, étant donnée que le modèle utilisé dans la validation conserve le même réglage que celui du calage. En effet, si l’on croise les données d’humidité relative mesurée dans la période du calage et celle de la validation, on constate que des fluctuations plus importantes se sont produites dans cette dernière. Dans le processus de calage du modèle la ventilation naturelle était nulle et la ventilation mécanique, étant fonction de l’humidité relative, a été simulée dans les deux périodes (de calage et de validation) avec un débit réduit (en absence des sources d’humidité provenant de l’occupation). Par conséquent, la chaleur gagnée par rayonnement a fait augmenter la température de l’air sans que celle-ci ait le temps de s’évacuer. Une accumulation de la chaleur est alors observée dans le modèle pendant la période de validation. D’ailleurs les données enregistrées en ITI sont supérieures aux données enregistrées en ITE dans des zones équivalentes, avec des écarts que peuvent atteindre 1,6◦C en moyenne (cuisine).
(a) Zones exposées au rayonnement solaire
(b) Zones non-exposées au rayonnement solaire
Figure 5.16 – Validation du modèle en terme de température dans le logement avec de l’isolation thermique par l’extérieur (ITE)
(a) Zones exposées au rayonnement solaire
(b) Zones non-exposées au rayonnement solaire
Figure 5.17 – Validation du modèle en terme de température dans le logement avec de l’isolation thermique par l’intérieur (ITI)
5.3. Validation du modèle 89
(a) Logement ITI
(b) Logement ITE
Figure 5.18 – Valeurs de température maximales (Tmax), minimales (Tmin) et moyennes (Tmoy) obtenues par simulation et par mesure. Validation du modèle
Tableau 5.6 – Validation du modèle en ITE en terme de température : (a) Erreur absolue moyenne ou valeur absolue des écarts ; (b) Erreur absolue minimale ; (c) Erreur absolue maxi-male
Erreurs
(ITE) Unité
TR Salon Salon Cuisine Ch. parents Ch. enfants SdB (c235) (c569) (c139) (c137) (c135) (c138) EAM(a) ◦C 0,886 0,613 0,287 0,309 0,685 0,532 EAM IN(b) ◦C 0,006 0,032 0,003 0,081 0,001 0,011 EAM AX(c) ◦C 2,058 1,39 2,050 0,950 1,295 1,065
Tableau 5.7 – Validation du modèle en ITI en terme de température : (a) Erreur absolue moyenne ou valeur absolue des écarts ; (b) Erreur absolue minimale ; (c) Erreur absolue maxi-male
Erreurs
(ITI) Unité
TR Salon Salon Cuisine Ch. parents Ch. enfants SdB (c235) (c569) (c139) (c137) (c135) (c138) EAM(a) ◦C 0,876 0,751 0,680 0,836 0,938 0,852 EAM IN(b) ◦C 0,024 0,002 0,003 0,012 0,002 0,009 EAM AX(c) ◦C 2,209 1,845 2,290 1,770 2,077 1,942
5.3.1.2 Validation du modèle en terme d’humidité relative dans l’air
Dans les figures5.19aà5.20bsont exposés les résultats en terme d’humidité relative dans le logement ITI et ITE respectivement. Durant les périodes choisies pour les deux logements, les simulations ont donc été effectuées sans l’effet des occupants et en négligeant les échanges de masse entre les parois, les meubles et le volume d’air. En terme d’humidité relative on constate que les données mesurées en ITI présentent des fluctuations plus importantes par rapport à la période de calibration. Comme il a été exposé dans le chapitre5.2.3, des échanges d’air avec l’extérieur ont dû probablement se produire par un effet de pression qui a engendré un débit plus important par le système de ventilation ou les infiltrations, déterminant ainsi les évolutions de ϕ dans ce logement. Un comportement similaire est observé en ITE, toutefois, l’amplitude de la variation est légèrement supérieure qu’en ITI. En ITE, l’humidité relative varie (dans les zones exposées et non-exposées) entre 0,30 et 0,60 tandis qu’en ITI ϕ varie entre 0,37 et 0,51 (à l’exception du 4 août).
(a) Zones exposées au rayonnement solaire
(b) Zones non-exposées au rayonnement solaire
Figure 5.19 – Validation du modèle en terme d’humidité relative dans le logement avec de l’isolation thermique par l’extérieur (ITE)
5.3. Validation du modèle 91
Dans les figures 5.21a et 5.21b sont illustrées les valeurs maximales, minimales et moyennes des données simulées et mesurées dans chacune des zones des logements en terme d’humidité relative (ϕ). On constate que dans le logement avec ITI, les valeurs moyennes simulées et mesurées restent proches dans l’ensemble de zones (avec une légère surestimation de la moyenne de ϕ dans la cuisine, comme vérifié dans les figures 5.20a et 5.20b). En revanche, dans le logement avec ITE on constate que le modèle a tendance à surestimer la valeur de ϕ (par rapport à la valeur mesurée) : entre le 13 et le 17 août la courbe simulée dans la cuisine, la salle de bain et la chambre des parents se trouve au dessus de la courbe mesurée (l’écart maximale est dans ce cas de 0,161 trouvé dans la cuisine, tableau 5.8). Ces écarts pourraient être expliqués par les échanges d’air inter-zones. En effet, durant le calage du modèle, les portes internes ont été simulées ouvertes. Cette hypothèse à été également appliquée dans la validation du modèle. Ainsi la valeur de ϕ dans le salon a un effet non négligeable sur l’évolution de ϕ dans les autres zones, faisant augmenter sa valeur.14
Tableau 5.8 – Validation du modèle en ITE en terme d’humidité relative : (a) Erreur abso-lue moyenne ou valeur absoabso-lue des écarts ; (b) Erreur absoabso-lue minimale ; (c) Erreur absoabso-lue maximale
Erreurs
(ITE) Unité
Salon Cuisine Ch. parents Cha. enfant SdB (c569) (c139) (c137) (c135) (c138) EAM(a) - 0,029 0,044 0,037 0,032 0,042 EAM IN(b) - 0,001 0,008 0,001 0,001 0,004 EAM AX(c) - 0,108 0,161 0,114 0,129 0,114
Tableau 5.9 – Validation du modèle en ITI en terme d’humidité relative : (a) Erreur abso-lue moyenne ou valeur absoabso-lue des écarts ; (b) Erreur absoabso-lue minimale ; (c) Erreur absoabso-lue maximale
Erreurs
(ITI) Unité
Salon Cuisine Ch. parents Ch. enfants SdB (c569) (c139) (c137) (c135) (c138) EAM(a) - 0,032 0,058 0,033 0,038 0,034 EAM IN(b) - 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002 EAM AX(c) - 0,104 0,137 0,106 0,103 0,110
14. Remarque : l’évolution en terme de température reste en bon accord en ITE, et avec une surestimation dans le logement avec ITI.
(a) Zones exposées au rayonnement solaire
(b) Zones non-exposées au rayonnement solaire
Figure 5.20 – Validation du modèle en terme d’humidité relative dans le logement avec de l’isolation thermique par l’intérieur (ITI)
Dans le processus de validation, on a constaté que le modèle présente des erreurs légèrement supérieurs à ceux trouvés dans l’étape du calage ; cependant les évolutions restent assez proches en terme de temérature et d’humidité relative, validant ainsi le modèle.
5.3. Validation du modèle 93
(a) Logement ITI
(b) Logement ITE
Figure 5.21 – Valeurs d’humidité relative maximales (ϕmax), minimales (ϕmin) et moyennes (ϕmoy) obtenues par simulation et par mesure. Validation du modèle