III-3-La Norme bioclimatique de Givoni
En 1963, Baruch Givoni a introduit le Bâtiment
Bioclimatique Chart (BBCC) développé par Milne et Givoni 1979
basé sur la température intérieure attendue plutôt
que les conditions extérieures. Givoni aborde la notion de confort
thermique principalement d'un point de vue du bien-être de la personne.
Il se base sur les différentes études effectuées sur le
bilan thermique et les échanges entre le corps et son environnement et
suggère afin de garantir une sensation de confort acceptable pour
l'occupant, un maintien de la température dans une bande étroite
indépendante des variations larges de l'environnement extérieur
[36].
Avec un diagramme, Givoni démontre que l'application
des stratégies passives dans un bâtiment peuvent diminuer
significativement l'impact du changement de l'environnement extérieur
tél que le changement de la température ou de l'humidité
et donc réduire au minimum l'effet d'inconfort que peut provoquer ces
fluctuations garantissant ainsi le confort de l'occupant [14]. En effet, il
découpe le diagramme en plusieurs zones. La principale étant
située au centre ou le confort est assuré sans intervenir sur le
bâtiment et les zones restantes traduisent des situations où il
est impératif selon Givoni d'élaborer des stratégies
passives comme la ventilation, la déshumidification ou encore l'inertie
afin de compenser le déséquilibre créé par le
changement d'ambiance et sauvegarder les conditions de confort.
Mémoire rédigé par NZOKOU CHEDJOU Danick
24
Figure 12: Zone de confort selon le diagramme bioclimatique
de Givoni.[14]
VI- ETUDE COMPARATIVE ET ANALYSE DES MODELES
DE CONFORT DANS LES NORMES
Les conditions de confort sont ainsi identifiées en
analysant les données obtenues. Malgré la maîtrise des
aspects physiques et physiologiques du confort thermique, les chambres
climatiques présentent certaines limitations en excluant les composantes
psychologiques des mécanismes de régulation qui régissent
le confort thermique. Les sujets doivent exécuter certaines tâches
précises en subissant les conditions d'ambiance, leurs comportements
restent limités aux consignes du protocole expérimental. La norme
internationale NF ISO 7730 qui précise les conditions de confort
thermiques dans les ambiances modérées, s'appuie sur des indices
(PMV et PPD) déterminés à partir des études en
chambres climatiques [12].
De Dear et Brager ont montré que dans les
bâtiments à ventilation naturelle, l'indice PMV surestime la
sensation de chaleur en été et la sous-estime en hiver [26]. Ce
modèle ne parvient donc pas à déterminer les situations de
confort dans ces conditions. Il reste cependant valide pour les bâtiments
climatisés. Moujalled a confirmé ces résultats au cours de
sa thèse en étudiant des bâtiments en France [50]. Candas,
explique qu'en règle générale, les individus
préfèrent avoir un peu plus chaud, ce qui veut dire que la
sensation de confort serait atteinte pour PMV = + 0,5 cela décalerait la
courbe et les zones de confort. De même, l'insatisfaction
Mémoire rédigé par NZOKOU CHEDJOU Danick
25
ne varie pas symétriquement de part et d'autre du point
central. Il semblerait que certaines personnes évaluent mal le chaud ou
le froid tendrait à modifier également la courbe
précédente [51].
Les enquêtes in situ visent à explorer le confort
thermique auprès des sujets sur leurs lieux de vie ou de travail
habituels à travers les mesures physiques de l'ambiance et les
réponses perceptives et affectives des sujets. Les réponses
recueillies in situ tiennent compte de la complexité du confort
thermique en intégrant les différentes interactions qui
régissent la relation entre l'homme et son environnement. L'analyse des
données recueillies permet d'identifier les conditions qui ont
été jugées confortables, ou même de
développer des indices de confort thermiques empiriques tel que la
température équivalente développée par Bedford ou
l'indice d'été tropical de Sharma et Ali [49]. Mais la
validité des résultats obtenus reste limitée au contexte,
et aux conditions sous lesquelles les enquêtes ont été
menées.
Pour cela il est nécessaire de multiplier les
enquêtes sous différentes circonstances (climat, saison, type de
bâtiment). Depuis, de nombreuses études ont été
menées dans différentes régions et climats, et ont permis
d'adopter, une nouvelle approche sur le confort thermique, l'approche
adaptative [26].
Le confort adaptatif a été principalement
modélisé par deux études. L'une est américaine et
est réalisée par De Dear, Brager, et Cooper, dans le cadre du
projet RP-884 de l'ASHRAE. Elle est aujourd'hui intégrée dans la
norme américaine (ASHRAE standard 55) pour la définition du
confort [52]. L'autre est européenne dans le cadre du projet SCAT's
(Smart Control And Thermal Comfort) réalisée par McCartney et
Fergus nicol. Elle est aujourd'hui à la base de la réglementation
européenne EN 15251 [53]. Les deux réglementations font alors une
différence de confort entre les bâtiments naturellement
ventilés et ceux qui sont climatisés/chauffés [53]. Le
climat extérieur conditionne beaucoup le comportement des individus.
Ainsi en hiver, les individus sont plus vêtus et vont avoir tendance
à manger plus chaud... Le confort adaptatif relie donc la
température intérieure de confort à la température
extérieure qui peut être modulée avec celle des jours
précédents. BONTE, 2014, dans son état de l'art sur le
confort adaptatif, montre qu'il existe de nombreuses études qui tentent
de définir une température de confort sur la base de
l'équation suivante [24].
???? = ??× ????????+ ?? (9)
Tc : Température intérieure de confort optimal,
°C ? Text : Température extérieure, °C ?
Mémoire rédigé par NZOKOU CHEDJOU Danick
26
á et â ? Constantes, respectivement
sans unité et °C
L'équation ci-dessus n'est pas utilisée dans un
contexte général, il est défini pour chaque pays en
fonction du type de climat et ses influences en vue de définir la
température de confort dans les bâtiments naturellement
ventilés. L'objectif étant de réduire les dépenses
énergétiques nécessaires au maintien d'une
température constante dans les bâtiments.
V-L 'EFFICACITE ENERGETIQUE DANS LA RECHERCHE DU
CONFORT
Pour mener à bien notre étude il est important
pour nous de s'attarder sur les conséquences de l'utilisation des
différents modèles de confort introduit dans les
différentes normes telles que la norme ISO7730, la norme
américaine ASHRAE 55, la norme européenne EN 15251 ou encore le
modèle de Givoni dans notre vie de tous les jours et en particulier dans
la consommation d'énergie et dans notre façon de concevoir les
bâtiments.
Dans la littérature scientifique, des ingénieurs
et scientifiques se sont penchés sur le confort thermique et l'ont
étudié sur ses différentes formes analytiques et
adaptatives. Ils se sont aussi intéressés à évaluer
leur efficacité sur la consommation d'énergie. C'est ainsi que
nous pouvons citer les travaux de Henze [37] effectués dans un
bâtiment de 5141m2. Le cout éventuel de l'utilisation
du modèle adaptatif (EN15251) et analytique (ISO7730) dans la gestion
des températures de consigne ainsi que l'impact sur la consommation
énergétique est étudié. Cette étude a mis en
avant l'effet positif de l'adoption du modèle adaptatif (EN15251) sur la
consommation d'énergie qui a diminué de façon
significative la charge de refroidissement du bâtiment de 14% à
17% et la consommation globale de 6 à 7% par rapport à
l'utilisation du modèle ISO7730 conformément à des
stratégies d'exploitation classique (stratégie de
pré-refroidissement et du night time setup).
Dans le même registre et pour les immeubles de bureaux,
il a été constaté selon l'étude de [38] qu'il
y'avait un gain d'énergie de l'ordre de 10% sur l'ensemble de
l'année pour un bâtiment naturellement conditionné
utilisant le modèle adaptatif en comparaison avec un immeuble de bureaux
muni d'un système HVAC.
Les thèses établies par [39] sur base de
résultats produits dans leur recherche intitulé «
Evaluation of adaptive thermal comfort models in moderate climates and their
impact on energy use in office builidings » convergent avec ceux vu
précédemment dans le travail de [38] et tendent à les
conforter et à les affirmer.
Mémoire rédigé par NZOKOU CHEDJOU Danick
27
Tableau 6: Consommation d'énergie annuelle pour le
chauffage et le refroidissement suivant les différents modèles de
confort [10].
|
Norme
|
Modèle
|
Consommation annuelle en KWh/m2
|
|
ISO 7730
|
Analytique
|
58
|
|
ASHRAE 55
|
Adaptative
|
46
|
|
EN 15251
|
Adaptative
|
35
|
|
Bioclimatique
|
Adaptative
|
24
|
| 
