Au Nunavik, les conditions climatiques de froid extrême et sa situation géographique isolée imposent de nombreuses contraintes dans la construction et l'entretien des bâtiments. En plus d'être la cause de coûts élevés, ces contraintes limitent la planification de nouveaux bâtiments dans un contexte de surpopulation des résidences existantes et de crise du logement. Les 14 communautés inuites habitant le territoire ne sont pas connectées au réseau électrique approvisionnant le reste de la province. Elles dépendent donc de systèmes mécaniques alimentés au diesel pour leurs besoins énergétiques à hautes émissions de CO₂. Des modèles de base ont été conçus pour être érigés rapidement pendant les courtes saisons de chantier estivales par les organisations de construction locales. Les bâtiments résultants ne considèrent donc pas entièrement les particularités climatiques du site, mais dépendent plutôt des systèmes mécaniques pour le confort des habitants. Ce mémoire vise à utiliser une approche bioclimatique dans la conception afin d'accroître la résilience des bâtiments d'habitation au Nunavik tout en réduisant leur consommation énergétique. Une revue de littérature a permis de souligner trois principales caractéristiques morphologiques ayant un impact sur les charges thermiques des bâtiments dans un contexte de froid extrême : leur compacité, leur orientation et leur aérodynamisme. Ces trois variables ont été analysées de manière paramétrique à l'aide des outils de la suite Ladybug ainsi que Galapagos et Octopus. Un bâtiment de référence a été utilisé afin de comparer les résultats des simulations. Les résultats montrent que la compacité possède le plus grand potentiel d'améliorer la performance énergétique des bâtiments au Nunavik, suivi de l'aérodynamisme et enfin, de l'orientation. À partir de ces résultats, trois modèles de bâtiments ont été conçus afin de valider l'impact de l'approche bioclimatique sur la performance énergétique. Les résultats montrent que les trois bâtiments permettent de réduire considérablement les charges thermiques tout en augmentant les gains solaires annuels du bâtiment de référence. Le présent mémoire montre que l'approche bioclimatique utilisée dès les premières étapes de conception possède un véritable potentiel pour accroître la résilience des bâtiments d'habitation au Nunavik. / In Nunavik, extreme climatic conditions and remoteness of Inuit villages imply many constraints to the construction and maintenance of residential buildings. While being the cause of high costs, those constraints limit the planning of new buildings in a context of housing shortage. The 14 inuit communities living in the territory are not connected to the electric network supplying the rest of the province. They rely instead on high CO₂ emission diesel mechanical systems for their needs in energy. Basic models are designed to be fast constructed during the short construction periods in summer. The resulting buildings do not fully consider the site's climatic particularities, but rely instead on the mechanical systems to provide comfort to the inhabitants. This thesis aims to use a bioclimatic approach in the design process to increase the resilience of housing buildings in Nunavik while reducing their energy consumption. A literature review highlighted three principal shape characteristics having an impact on the heating loads of buildings in northern climates: compactness, orientation and aerodynamism. Those three variables have been parametrically analyzed with the Ladybug Tools, Galapagos and Octopus. A reference building, the J.2.2. model, was used to compare the results of the simulations. The results show that compactness has the higher potential to improve the energy performance of buildings in Nunavik, followed by aerodynamism and finally, orientation. From those results, three building models have been designed to validate the pertinence of a bioclimatic approach on the energy performance. The results show that the three buildings can reduce significantly the heating loads while increasing the solar gains annually in comparison to the reference building. This thesis show that the bioclimatic approach used in the first design phase has a true potential to increase the resilience of housing buildings in Nunavik.

Dans les bâtiments résidentiels à haute performance, le comportement des ménages est maintenant l'un des principaux facteurs affectant le confort et la consommation d'énergie. Malgré les progrès technologiques importants en matière d'efficacité énergétique, il demeure un écart considérable entre les prédictions réalisées au moment de la conception et la consommation réelle du bâtiment. À ce jour, il existe peu d'outils d'optimisation du bâtiment prenant en compte la diversité du comportement des occupants. Les outils actuels utilisent généralement des horaires d'occupation fixes, ce qui perpétue l'écart entre les estimations et la performance réelle du bâtiment. De plus, les simulations énergétiques tenant compte du comportement des occupants demandent un grand temps de calcul et sont complexes à implanter en entreprise. Ainsi, il devient essentiel de développer des outils adaptés pour les concepteurs afin d'améliorer l'exactitude des prédictions énergétiques. L'objectif de ce projet est de proposer des outils pour l'optimisation du bâtiment résidentiel, tout en considérant la variabilité du comportement, au moyen de simulations énergétiques. D'une part, une analyse paramétrique sur l'influence de la taille des fenêtres a été menée avec 1000 profils d'occupant différents. Cette étude a permis de conclure que l'importance de chacun des facteurs du comportement changeait selon la taille des fenêtres. Par exemple, lorsque les fenêtres étaient agrandies, l'ouverture des fenêtres influençait moins la demande en chauffage, mais le choix de la température de consigne devenait plus important. D'autre part, une méthode pratique et simplifiée pour considérer le large spectre du comportement, mais en ne générant qu'un nombre réduit de simulations choisies stratégiquement, a été développé. Les simulations énergétiques confirment qu'il est possible de représenter la consommation d'énergie et le confort thermique avec un nombre limité de trois profils d'occupations. En somme, la méthode permet de comparer différentes solutions de design en considérant la diversité du comportement des occupants. / Occupant behavior is now known to be one of the most important parameters affecting thermal comfort and energy consumption, in particular in the residential sector. Despite great technological progress in the field of energy efficiency, huge energy consumption disparities remain to a great extent between prior-to-construction estimations and real energy demand. Nowadays, few optimization tools exist to account for occupant behavior diversity. Usually, single schedules are used to represent occupant behavior, which broaden the gap between estimations and actual consumption. Moreover, energy simulations that include occupant behavior diversity are time-consuming and complex to implement in the industry. Il becomes essential to develop tools that are adapted for practitioners to increase energy predictions reliability. The objective of this study is to propose optimisation tools for the residential sector considering the occupant behavior variability through energy simulations. First, a parametric study has been conducted to measure the influence of window-to-wall ratio with 1000 different occupancy profiles. This exploratory work shows that the relative importance of different occupant behavior aspects can change depending on the window-to-wall ratio. For example, when windows are enlarged, window opening becomes less influential on the heating demand, but, on the other hand, the choice of temperature set point becomes more influential. Afterward, a practical and simple method has been developed to consider thew hole spectrum of occupant behavior, but with a reduced number of strategically chosen profiles. Energy simulations showed that it was possible to represent energy demand and thermal comfort with a limited number of three occupancy profiles. In short, this method allows one to compare different design solutions by considering occupant behavior diversity.

Récemment, les questions d'efficacité énergétique sont sur toutes les lèvres. Au Québec, comme ailleurs, il a été proposé que des gains substantiels pourraient être réalisés par l'usage résidentiel de thermostats électroniques pour le chauffage des locaux. La présente étude vise à analyser l'usage de tels thermostats par la clientèle résidentielle d'Hydro-Québec Distribution. Une modélisation faisant appel à la théorie sur les choix discrets ainsi qu'à l'analyse conditionnelle de la demande est mise de l'avant pour y arriver. Particulièrement, nous procédons à une analyse comportementale s'articulant sur un modèle discret-continu faisant intervenir un modèle multinomial logit. De cette façon, nous corrigeons pour un biais important, le biais d'auto-sélection. La dernière étape de notre modèle intègre les résultats du modèle discret-continu dans le but de faire ressortir l'impact de la composante chauffage sur la consommation totale annuelle d'électricité.