Intégration de parois solaires composites dans l'enveloppe d'un bâtiment à hautes performances environnementales – INPASOL

Les composants solaires passifs de type Mur « TROMBE » sont théoriquement efficaces mais finalement peu utilisés. Un des objectifs du projet INPASOL-B est de contribuer à la diffusion de ce type de composant en proposant un mode d'intégration sous forme d'éléments préfabriqués dont la mise en œuvre est aussi simple que la mise en place d'une baie vitrée classique. Ces principes étant posés, les objectifs scientifiques sont :
- d'optimiser les performances thermiques et énergétiques du composant à partir de l'étude des différents éléments constituant la paroi
- de proposer une stratégie de gestion automatique et simple de l'énergie captée et stockée sur la base de mesure de flux thermiques
Les champs d'investigation proposés sont :
- modifier les caractéristiques géométriques des éléments du mur
- modifier les caractéristiques thermophysiques de l'élément stockeur
- optimiser les transferts en lame d'air ventilée
- proposer une stratégie de gestion optimale de l'énergie thermique stockée
- réduire au minimum les interventions des occupants
Les recherches porteront sur un système thermique complexe dans lequel les phénomènes physiques mis en jeu sont très divers et fortement couplés. Deux éléments de la paroi seront plus particulièrement étudiés :
- les transferts thermiques dans la lame d'air ventilée permettant la récupération de l'énergie solaire captée. En particulier, la connaissance et la maîtrise du débit d'air à chaque instant sont importantes
- la gestion optimale du stock de chaleur contenu dans un matériau simple, conducteur et fortement capacitif ou dans un matériau à changement de phase permettant de stocker une grande quantité de chaleur dans un volume réduit. Dans les deux cas les interactions entre le stock et l'ambiance seront déterminées aux frontières par des mesures de flux thermiques qui permettront de connaître à chaque instant le niveau du stock et la puissance instantanée transférée.
Les difficultés résident dans la connaissance des phénomènes couplés très complexes, l'optimisation des composants (géométries, matériaux, etc..) et la mise en œuvre d'une gestion optimale compte tenu des comportements et des interactions entre composants
L'objectif est de réaliser des prototypes du produit optimisé.
- plusieurs prototypes seront testés en laboratoire
- les composants solaires optimisés seront testés in-situ
- le matériau à changement de phase sera optimisé en fonction de l'application, (l'étude du conditionnement est importante dans notre configuration)
Développement de produit dans le cadre de la qualité environnementale du bâtiment (QEB), réduction des consommations énergétiques et des emissions de gaz à effet de serre, insertion dans la politique énergétique générale, réduction de charge pour des ménages à faibles revenus (logement social)
Associé à une conception bioclimatique de l'enveloppe, à terme le composant industriel, intégré architecturalement, doit permettre par une valorisation de l'énergie solaire passive de couvrir une part significative des besoins de chauffage, Ce qui outre l'intérêt environnemental contribue à la baisse de la facture des usagers, qui plus est parmi une population fragilisée qu'est celle du logement locatif social.