Il s'agit de voir la performance énergétique du plancher solaire en fonction de la typologie du bâtiment

1. CIFEM 2010
INCIDENCE DE LA TYPOLOGIE DES CONSTRUCTIONS SUR
LA PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE DES BÂTIMENTS
MUNIS D’UN PLANCHER SOLAIRE DIRECT

2. PROBLEMATIQUE
Inadaptation des constructions au climat
Utilisation inévitable des systèmes de conditionnement d'air
Dégradation de la qualité
environnementale
Augmentation de la consommation
énergétique dans le bâtiment
Utilisation du Plancher Solaire Direct (PSD) pour le chauffage
Et
la construction en matériaux locaux

3. POURQUOI LE PSD?
Disponibilité du gisement solaire en Algérie.
Température ambiante uniforme et donc pas de
zones froides ou chaudes.
Système simple non encombrant contrairement aux
systèmes de chauffage solaire classiques.
Utilisation d’une énergie gratuite, non épuisable
et non polluante.

4. L’Algérie possède un gisement solaire parmi les plus élevé
dans le monde , ce potentiel peut constituer un facteur
important de développement durable.
POTENTIEL ENERGIE SOLAIRE EN ALGERIE
Régions côtières Hauts plateaux Sahara
Superficie 4% 10% 86%
Durée moyenne
d’ensoleillement
(heure/an)
2650 3000 3500
Énergie moyenne reçue
(Kwh/m2/an)
1700 1900 2650

5. UTILISATION ENERGIE SOLAIRE EN ALGERIE
 Panneaux solaires photovoltaïques pour
approvisionner en électricité 18 villages isolés du
Sahara. 16 autres localités seront équipées d’installations
similaires d'ici 2009.
 La construction (en cours) d'une première centrale
hybride, utilisant le soleil et le gaz naturel pour produire
150 mégawatts, à Hassi R'mel. Elle utilisera 180 000
mètres carrés de miroirs paraboliques géants (soit l'équivalent
de 45 stades de football).

6. POURQUOI LES MATERIAUX LOCAUX?
Propriétés thermiques et hygrométriques intéressantes.
Coût de construction modéré.
Amélioration de la qualité de l’air.

7. CONSOMMATION ENERGETIQUE DE L’ALGERIE
Consommation finale par secteur d’activité en 2005 [1].

8. BILAN DES EMISSIONS CO2 PAR SECTEUR
D’ACTIVITE [1][1].
Secteur Consommation
(KTep)
Emission CO2
(TeqCO2)
Agriculture et
Hydraulique
1130 1538
Industrie et BTP 3226 3881
Résidentiel et Tertiaire 7047 6312 (16%)
Transport 5536 9574
Industries énergétiques 5889 18544

9. PRINCIPE DU PLANCHER SOLAIRE DIRECT
usage
Tec
régulateur
Plancher
chauffant
Ballon
ECS
Capteur
Solaire
Tsc
Tent
Tsor
C2
C1
Schéma hydraulique du PSD

10. MODELISATION DU PSD
Maillage adopté pour le PSD
i
j
20 cm
Béton
Tube
Isolant
Béton
Sol Tsoil=cst
14
4
10

11. 1. TYPES DE BATIMENTS SIMULES
Les bâtiments simulés correspondent aux constructions types
rencontrées dans le secteur résidentiel Algérien : anciens bâtiments
traditionnels qui sont rarement utilisés actuellement et les bâtiments
modernes qui sont par contre généralisés pour tous les climats. Les
termes “traditionnel” et “moderne” font référence aux matériaux de
construction utilisés dans le bâtiment comme l’indique le tableau ci-
après.
SIMULATION ET ETUDE DE CAS

12. Mur en : λ [W/m°C] ρ [kg/m3] C [kj/kg.°C] e [m]
Adobe (Traditionnel) 0.427 1594.2 0.687 0.3
Pierre (Traditionnel) 1.0 1700 0.936 0.4
Double-
Briques
(Moderne)
Brique
creuse
0.5 720 0.794 0.15
Lame d’air 0.025 1.18 1 0.05
Brique
creuse
0.5 720 0.794 0.10
Béton (Moderne) 1.75 2400 0.92 0.15
SIMULATION ET ETUDE DE CAS
2. CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX UTILISES

13. 3. COMPOSITION DU MATERIAU ADOBE UTILISE
100 g ARGILE + 10 g CPA + 2 g PAILLE
EAU/ARGILE = 50%
SIMULATION ET ETUDE DE CAS

14. S 8.0
6.0
1.1
1.0
Surface capteur = 8 m2
4. CARACTERISTIQUES DU BATIMENT SIMULE
SIMULATION ET ETUDE DE CAS

15. SIMULATION ET ETUDE DE CAS
5. METHODOLOGIE D’EVALUATION DES PERFORMANCES
 PERFORMANCES ENERGETIQUES
L’évaluation des performances énergétiques des bâtiments types est
basé sur le calcul des besoins en chauffage sans et avec le PSD. Ceci
nous a permis l’évaluation de la contribution du système solaire dans la
réduction de la consommation énergétique de chaque bâtiment par
l’expression suivante:
PSD
sans
Besoins
PSD
avec
Besoins
PSD
sans
Besoins
Economie


(%)

16. SIMULATION ET ETUDE DE CAS
5. METHODOLOGIE D’EVALUATION DES PERFORMANCES
 CONFORT THERMIQUE
Le confort thermique à l’intérieur de chaque bâtiment, sans et avec PSD,
a aussi été étudié. Deux évaluateurs importants de confort ont été
analysés : la température intérieure et les indices de confort, PMV l’indice
de vote moyen prévisible et PPD qui représente le pourcentage prévisible
d'insatisfaits.

17. RESULTATS ET DISCUSSION
Variation de l’économie
de chauffage apportée
par le PSD. Bâtiment
avec 20% de vitrage
double en façade sud.
Surface capteurs/
surface PSD = 0.1

18. RESULTATS ET DISCUSSION
Fig. 4:Evoultion mensuelle de la température intérieure dans les différents bâtiments. –a- sans PSD ; -b- avec PSD.
Evolution mensuelle de la température intérieure dans les
différents bâtiments. –a- sans PSD ; -b- avec PSD.

19. RESULTATS ET DISCUSSION
Evolution journalière de la température intérieure dans les
différents bâtiments durant le mois de janvier. –a- sans PSD ; -b-
avec PSD.

20. RESULTATS ET DISCUSSION
Evolution horaire de la température durant une journée-type
d’hiver. –a- sans PSD ; -b- avec PSD..

21. RESULTATS ET DISCUSSION
Distribution fréquentielle (%) de l’indice PMV pour toute la période
de chauffage. –a- sans PSD; -b- avec PSD.

22. RESULTATS ET DISCUSSION
Distribution fréquentielle (%) de l’indice PPD pour toute la période
de chauffage. –a- sans PSD; -b- avec PSD.

23. CONCLUSIONS
• Une réduction importante des besoins de chauffage a été obtenue
après l’installation du plancher solaire.
• Les économies d’énergie obtenues sont plus importantes dans les
bâtiments traditionnels que dans les bâtiments modernes. La plus
grande économie, environ 70%, a été enregistrée dans le bâtiment
en adobe.

24. CONCLUSIONS
• Ces résultats ont une incidence directe sur la réduction de
l’utilisation des systèmes conventionnels de conditionnement d’air et
donc sur la qualité environnementale.
• Le PSD améliore considérablement les températures à l’intérieur
des bâtiments.

25. CONCLUSIONS
• Les améliorations sont plus significatives dans les bâtiments
traditionnels que dans les bâtiments modernes.
• Les indices PMV et PPD montrent qu’avec le PSD, le confort est
atteint dans 56% de la période de chauffe dans le bâtiment
traditionnel en adobe, dans 49% du temps avec la pierre, dans 43%
avec la double brique et dans 27% seulement de la période de
chauffage avec le béton.

26. CONCLUSIONS
• Le couplage PSD/construction en matériaux locaux peut
ainsi être une solution pour:
► l’amélioration de l’aspect thermique des bâtiments,
►l’encouragement à l’utilisation des matériaux locaux et des
énergies renouvelables,
►La contribution à la réduction de l’émission des GES.

27. MERCI DE VOTRE
ATTENTION !