Les grands espaces fermés (amphithéâtres, supermarchés, gymnases et piscines) jouent un rôle essentiel dans l'économie et la société canadienne mais n'assurent pas nécessairement le confort thermique et la bonne qualité de l'air intérieur. En outre, leur consommation énergétique demeure très élevée. Plus spécifiquement, les piscines intérieures présentent certaines particularités telles qu'une humidité relative élevée, une température contrôlée de l'eau et une condensation possible sur les parois ce qui rend la tâche d'assurer le confort des baigneurs encore plus difficile. Rares sont les études réalisées pour ce type de bâtiment malgré l'existence de pistes d'optimisation de la consommation énergétique et l'amélioration de la qualité d'air intérieur. Dans cette optique, ce mémoire présente une étude thermo-aéraulique réalisée sur la piscine intérieure de l'Université Bishop's (Sherbrooke, Canada). La simulation numérique a été effectuée en utilisant le logiciel TRNSYS. L'approche adoptée pour la modélisation est la méthode zonale qui découpe l'espace de travail étudié en plusieurs zones fictives tout en calculant les caractéristiques thermo-aérauliques (température, pression, nombre de changement d'air par heure). D'autre part, une validation expérimentale en situations réelles est mise en oeuvre au sein de cette piscine moyennant un dispositif expérimental spécifique. Ce dernier a été conçu spécialement pour s'adapter aux caractéristiques du milieu (hauteur du bâtiment, présence de l'eau et forte humidité) afin de mesurer la température, la pression et la vitesse de l'air dans plusieurs endroits significatifs de la piscine. Cette étude développe un outil de calcul capable de prédire les températures de différentes zones thermiques et des surfaces de l'enveloppe du bâtiment d'une part et de calculer le débit massique de l'air entre les zones ainsi que le nombre de changement d'air par heure pour en déduire le confort thermique des occupants d'autre part. De plus, elle fournit une base de données des mesures extensives de température, humidité relative et de vitesse de l'air prises à l'été 2012 qui ont permis de valider les simulations numériques réalisées. Enfin, une étude paramétrique a été menée pour savoir l'effet de la modification de certains paramètres tel que les caractéristiques des systèmes de ventilation et chauffage sur la consommation énergétique du bâtiment et le confort thermique des occupants. Par conséquent, des recommandations ont été proposées. Les résultats ainsi obtenus permettront aux industriels d'améliorer les performances énergétiques des piscines intérieures et donneront des solutions constructives pour les concepteurs de ce type de bâtiment.

Face à la multitude de polluants de l'air intérieur, la ventilation se doit de fournir un renouvellement d'air suffisant pour assurer une bonne qualité d'air. Cependant, les exigences de réduction de la facture énergétique des bâtiments ont entraîné l'adoption de diverses stratégies de ventilation visant de plus en plus à réduire les déperditions liées au renouvellement d'air, souvent au détriment de la qualité d'air. Nous proposons de faire une évaluation des performances des systèmes de ventilation au regard de ces deux critères. Ces tâches d'évaluation et de comparaison sont effectuées tant sur le plan expérimental que numérique. Des scénarios de pollution réalisés dans la maison expérimentale MARIA à l'aide de la méthode des gaz traceurs ont permis d'évaluer en situation réelle les conditions de fonctionnement du principe de balayage des logements. Ainsi, avec la ventilation mécanique contrôlée double flux, l'air issu des chambres et du séjour est convenablement drainé vers les pièces humides pour y être extrait. La VMC simple flux et la ventilation naturelle permettent également d'obtenir des résultats assez satisfaisants. Cependant, ces échanges internes restent sujets à des perturbations, notamment aux infiltrations dues à la force du vent. Au niveau numérique, l'évaluation des performances de la ventilation a nécessité le développement dans l'environnement Matlab/Simulink d'un outil de simulation thermo-aéraulique des bâtiments multizones. La maison expérimentale a ainsi été modélisée avec les caractéristiques aérauliques et thermiques de son enveloppe et les différents réseaux de ventilation qui y sont installés. Des comparaisons ont été effectuées entre le modèle aéraulique et l'étude expérimentale du transfert de polluant entre les différentes pièces de la maison. Les résultats donnent une dynamique similaire en ce qui concerne l'évolution des concentrations en gaz traceur. Toutefois, les niveaux élevés de concentrations fournies par le modèle indiquent qu'une bonne représentation de la maison MARIA exige la connaissance avec plus de précision des liaisons aérauliques telles que la perméabilité à l'air par façade et la perméabilité entre pièces de la maison. Aussi, la maison est-elle simulée dans la présente étude avec le modèle obtenu en première approximation. Les simulations effectuées sur une période de chauffage dans la météo de la zone H1a ont montré que les performances de la VMC double flux, en termes de qualité d'air et de dépenses énergétiques, semblent meilleures. La ventilation hygroréglable, bien que permettant de réduire de manière assez conséquente la facture énergétique, peine souvent à maintenir une qualité d'air convenable. La ventilation naturelle qui semblait surdimensionnée donne cependant des performances moyennes par rapport à la VMC simple flux. Enfin, l'étude de l'influence de l'efficacité des systèmes de ventilation a permis de souligner l'importance de ce facteur dans le maintien d'une bonne qualité d'air à l'intérieur des bâtiments.