Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Civil (Construções Civis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

La consommation énergétique, et en particulier électrique, des bâtiments est grandement influencée par le comportement de ses usagers. L'analyse de l'usage électrique au travers d'un retour d'expérience réalisé sur une plateforme bâtiment-test nous a permis d'identifier qu'il pouvait exister différentes formes de satisfactions des usagers remettant en question la notion même d'efficacité énergétique d'un bâtiment. Afin de pouvoir intégrer l'acteur humain dans la conception de systèmes complexes bâtiment, nous proposons de définir la notion d'efficacité énergétique d'usage (EUE). Cette notion repose en particulier sur la satisfaction des usagers vis à vis d'un service que l'on a pu décomposer et quantifier au travers de fonctions de satisfaction rationnelles et sensibles. Le but de cette proposition est la construction d'un diagramme de compromis Coût / Satisfaction qui se positionne à la fois comme un outil effectif d'aide à la décision pour la conception de systèmes énergétiques du bâtiment intégrant l'usager et comme outil d'aide à la sobriété énergétique. / Energy consumption, particularly electric consumption, in buildings is greatly influenced by the behavior of its occupants. The analysis of the electrical uses thanks to a feedback performed on a test-building platform makes it possible to identify different forms of user satisfaction calling into question the notion of energy efficiency in buildings. In order to take into account the human actors in the design of building systems, it is proposed to define the notion of energy use efficiency (EUE). This notion is based on the user satisfaction about services that has been split and quantified as rational and sensitive satisfaction functions. This notion led to the construction of a cost / satisfaction compromise diagram, which is an effective tool for decision support during the design of building energy systems taking into account the occupants but also a support tool for energy sobriety during operation.

La consommation énergétique, et en particulier électrique, des bâtiments est grandement influencée par le comportement de ses usagers. L'analyse de l'usage électrique au travers d'un retour d'expérience réalisé sur une plateforme bâtiment-test nous a permis d'identifier qu'il pouvait exister différentes formes de satisfactions des usagers remettant en question la notion même d'efficacité énergétique d'un bâtiment. Afin de pouvoir intégrer l'acteur humain dans la conception de systèmes complexes bâtiment, nous proposons de définir la notion d'efficacité énergétique d'usage (EUE). Cette notion repose en particulier sur la satisfaction des usagers vis à vis d'un service que l'on a pu décomposer et quantifier au travers de fonctions de satisfaction rationnelles et sensibles. Le but de cette proposition est la construction d'un diagramme de compromis Coût / Satisfaction qui se positionne à la fois comme un outil effectif d'aide à la décision pour la conception de systèmes énergétiques du bâtiment intégrant l'usager et comme outil d'aide à la sobriété énergétique.

Dans ma mémoire, j’ai discuté les concepts d’arbitrage comme méthode de résolution d’un litige et par après, je donne un court historique de l’acceptation d’arbitrage au Québec. Le Chapitre I étudie la structure des règlements du R.B.Q., qui est un gendre d’arbitrage obligatoire institutionnelle, et j’inclus les diverses procédures dans ce système d’arbitrage. La sécurité offert par le plan de garantie règle par le R.B.Q. est discuté dans le Chapitre II en autant qu’il est relié avec le system d’arbitrage R.B.Q., y compris la structure du plan et le contenu de la sécurité. Chapitre III parle des recours disponible aux Bénéficiares ainsi que les avantages et désavantages de l’arbitrage sous les Règlements du R.B.Q. Un court étude comparative de quatre autres juridictions est recherché en Chapitre IV, incluant notre voisin, Ontario, les Etats-Unis et on croise dans les juridictions de Royaume Unie et Allemagne. En conclusion, j’établis que notre système d’arbitrage sous le Règlement protéges notre publique plus que d’autres juridictions. Je suggère des améliorations au système, par contre, incluant l’agrandissement du plan de garantie, l’ajout des pouvoirs donnés aux arbitres américains et ensuite d’intègré un système d’arrêt semblable aux Royaumes Unis. / In my memoire, I discuss the concept of arbitration generally as a dispute resolution method after which I outline a history of its acceptance under Quebec law. Chapter I addresses the structure under the R.B.Q. Regulations, which is a mandatory institutional arbitration system is discussed, and includes the various procedures of the arbitration system. The security offered under the Guarantee Plan which is regulated by the R.B.Q. is discussed in Chapter II insofar as it affects its arbitration system, including the structure of the guarantee plan and the contents of the guarantee. Chapter III reviews a Beneficiary’s available recourses as well as the advantages and limitations of the arbitration system under the Regulations. Then a brief comparative study with four other jurisdictions is directed in Chapter IV, including our neighbouring Ontario, United States, and then overseas to the United Kingdom and Germany. In conclusion, I prove that the arbitration system protects Quebec Beneficiaries more than any where else that I have studied and recommend improvements to the system, including the expansion of the guarantee plan, the addition of powers to the arbitration similar to those granted in the United States jurisdictions and the integration of an adjudication system similar to that used in the United Kingdom for construction dispute resolution.

Dans ma mémoire, j’ai discuté les concepts d’arbitrage comme méthode de résolution d’un litige et par après, je donne un court historique de l’acceptation d’arbitrage au Québec. Le Chapitre I étudie la structure des règlements du R.B.Q., qui est un gendre d’arbitrage obligatoire institutionnelle, et j’inclus les diverses procédures dans ce système d’arbitrage. La sécurité offert par le plan de garantie règle par le R.B.Q. est discuté dans le Chapitre II en autant qu’il est relié avec le system d’arbitrage R.B.Q., y compris la structure du plan et le contenu de la sécurité. Chapitre III parle des recours disponible aux Bénéficiares ainsi que les avantages et désavantages de l’arbitrage sous les Règlements du R.B.Q. Un court étude comparative de quatre autres juridictions est recherché en Chapitre IV, incluant notre voisin, Ontario, les Etats-Unis et on croise dans les juridictions de Royaume Unie et Allemagne. En conclusion, j’établis que notre système d’arbitrage sous le Règlement protéges notre publique plus que d’autres juridictions. Je suggère des améliorations au système, par contre, incluant l’agrandissement du plan de garantie, l’ajout des pouvoirs donnés aux arbitres américains et ensuite d’intègré un système d’arrêt semblable aux Royaumes Unis. / In my memoire, I discuss the concept of arbitration generally as a dispute resolution method after which I outline a history of its acceptance under Quebec law. Chapter I addresses the structure under the R.B.Q. Regulations, which is a mandatory institutional arbitration system is discussed, and includes the various procedures of the arbitration system. The security offered under the Guarantee Plan which is regulated by the R.B.Q. is discussed in Chapter II insofar as it affects its arbitration system, including the structure of the guarantee plan and the contents of the guarantee. Chapter III reviews a Beneficiary’s available recourses as well as the advantages and limitations of the arbitration system under the Regulations. Then a brief comparative study with four other jurisdictions is directed in Chapter IV, including our neighbouring Ontario, United States, and then overseas to the United Kingdom and Germany. In conclusion, I prove that the arbitration system protects Quebec Beneficiaries more than any where else that I have studied and recommend improvements to the system, including the expansion of the guarantee plan, the addition of powers to the arbitration similar to those granted in the United States jurisdictions and the integration of an adjudication system similar to that used in the United Kingdom for construction dispute resolution.

Le bâtiment quel qu'il soit (industrie, tertiaire, domestique), s'électrifie toujours plus pour répondre entre autre au besoin de l'efficacité énergétique. Ainsi de nombreux équipements, en particulier d'électronique de puissance ou encore d'actionneurs sont présents et produisent des perturbations électromagnétiques tant conduites que rayonnées véhiculées ou propagées par les câblages électriques et dispositifs de protection, dimensionnés pour 50Hz et non les hautes fréquences. Ceci est à l’origine de la problématique CEM dans le bâtiment. La méthodologie de modélisation proposée consiste à chercher un schéma équivalent pour chaque constituant ou composant d’une installation. L’accès aux paramètres localisés de chacun est un des points fort de la méthode, tout en permettant l’association avec d’autres composants (couplages). Les modèles ainsi générés sont implantés automatiquement dans un logiciel circuit, en l’occurrence Spice, permettant la résolution et l’association d’autres équipements électriques complexes. La modélisation des différents composants, principalement le circuit de mise à la terre, permet la simulation et l’analyse de plusieurs configurations qui devraient nous permettre de dicter des règles de conception pour rendre plus robuste le bâtiment moderne fortement électrifié. / In order to answer the need for energy efficiency, building, whatever it is (industrial, commercial, domestic), still electrifies more and more. Hence many equipment, in particular power electronic or actuators are introduced and produce conducted and radiated electromagnetic disturbances. They propagate via cabling and protection devices which have been sized for 50Hz and not for high frequencies generated by the equipment. This constitutes the EMC problematic for building.The proposed modeling methodology is to evaluate an electrical equivalent circuit for each installation’s component. Access to lumped parameters of each component is one of the highlights of this method, allowing the other components association (couplings). The generated models are implemented in a circuit software such as Spice, enabling the resolution and the association of other electrical components.The modeling of the components, mainly the grounding circuit, allows the simulation of different configurations. The analysis of several configurations should help the elaboration of design rules to make today buildings more efficient.

Le secteur du bâtiment représente le principal gisement d'économies d'énergie exploitable immédiatement, en effet il consomme plus de 40 % de l'énergie finale et contribue pour près du quart aux émissions françaises de gaz à effet de serre. Un plan de rénovation énergétique et thermique des bâtiments existants, réalisé à grande échelle et cadré par le Grenelle de l'Environnement, vise à réduire durablement les dépenses énergétiques. Avec près de 20 millions de logements construits avant 1975, sans aucune isolation thermique, la surface de parois à isoler est donc considérable et met en évidence une problématique de volume d'isolant et la nécessiter de proposer de nouveaux matériaux isolants en appliquant une approche système. Les travaux présentés ont pour objectif d'améliorer la compréhension des interactions microstructures / propriétés et à partir de ces connaissances de produire des outils d'aide à la formulation pour la rénovation du bâti ancien. L'exercice de la formulation de matériau est abordé avec une approche composite expérimentale et numérique à plusieurs échelles. En effet l'optimisation d'un matériau nécessite de décrire et de connaître finement les interactions entre les composants (liant organique et/ou minéral, fibres, squelette granulaire, structure poreuse). Nous nous intéressons dans une première partie à l'intégration d'un renfort dans un matériau poreux organo-minéral, afin de mieux comprendre comment conserver les propriétés hydriques du matériau (perméabilité vapeur) tout en améliorant ses propriétés mécaniques en traction. Les mesures expérimentales confirment la nécessité de coupler la rhéologie et la mécanique des composites pour proposer un outil d'aide à la formulation dédié à l'Isolation Thermique par l'Extérieur. La seconde partie aborde le verrou scientifique de la formulation de la matrice des matériaux isolants et plus particulièrement leur caractère non fissurant dans une gamme de température et d'hygrométrie classiquement rencontrée lors d'une exposition réelle sur site. Nous cherchons une meilleure illustration des propriétés mécaniques élastiques du matériau en lien avec les observations microstructurales effectuées en microscopie environnementale. Ceci se traduit par une meilleure compréhension de la structure organo-minérale formée. La troisième partie se focalise sur l'étude des renforts utilisés dans ces matériaux composites et vise à définir des outils statistiques pour caractériser leurs performances. Nous proposons un couplage AFM / Essai sur fil, et une analyse via une loi normale pour caractériser les renforts, et définir des indices de performances utilisables dans des modèles de formulation. La dernière partie se place à l'échelle d'une paroi composite de bâtiment et cherche à développer des outils aptes à qualifier les performances d'un matériau fracturé, en lien avec une évaluation non destructive du matériau. Le caractère fragile et fissurant des matériaux de construction est ainsi intégré des la conception du matériau et pris en compte dans un modèle thermique et hydrique couplé. In fine des seuils de performance devraient pouvoir être proposés et déclencher des maintenances préventives à l'image des procédures déjà en place sur les structures génie civil.

A partir du cas du bâtiment, et plus précisément du gros œuvre en région parisienne, cette recherche veut analyser les contradictions pesant sur le travail salarié, partagé entre : 1) Son aspect de marchandise (vente simple de force de travail, conçue comme bien détachable de l'individu). 2) Et l'impossibilité de faire entièrement du travail salarié une marchandise comme une autre, de détacher l'individu de sa force de travail, de considérer les travailleurs comme d'interchangeables fournisseurs. L'octroi d'un statut, même implicite, accompagne et dépasse toujours la dimension purement contractuelle du salariat ; il encadre la fourniture de force de travail, la qualité du travail, et la loyauté du travailleur. Ce qui ne signifie pas que le statut octroyé aux travailleurs du bâtiment est uniforme : au contraire, alors que les garanties statutaires historiquement constituées autour du salariat s'y trouvent diminuées, les statuts conférés aux travailleurs sont divers, réinventés localement, liés à des liens personnels, et parfois à l'ethnicité. Dès lors, les modalités de « disparition » et d'« apparition » du travailleur comme personne doivent être reliées aux conditions de la production. Ce qui amène à formuler cette thèse : contre les risques contre-productifs d'un travail marchandisé où le seul ressort de la fourniture de force de travail est la discipline (par la surveillance en chantier, mais aussi les statuts d'emploi, le chômage, les conditions de séjour...), le secteur du bâtiment développe parallèlement aux mécanismes de marché des protections ponctuelles, locales, informelles, créatrices de loyautés, qui dépassent le contrat de travail. Ces protections prennent la forme d'allégeances individuelles, mais aussi de « préférences ethniques », de discriminations racistes (la valorisation des uns impliquant la dévalorisation des autres). Le passage entre ces deux formes de protection est assuré par la généralité du recrutement par cooptation.

Dans le contexte énergétique actuel, le développement de l'énergie solaire passe par son développement à grande échelle en milieu urbain. Les solutions actives et intégrées telles que les double-façades photovoltaïques permettent d'une part d'envisager une valorisation de la chaleur et d'autre part de valoriser l'enveloppe des bâtiments en tant que surface de captation. De plus, cette configuration limite la perte de rendement et l'accélération du vieillissement liées à la surchauffe des cellules. En effet, les composants photovoltaïques sont séparés du bâtiment par une lame d'air et la convection naturelle développée dans cet espace favorise l'évacuation de la chaleur absorbée par les panneaux. Cependant, le comportement global d'une double-façade photovoltaïque est très complexe et encore mal compris. Cette thèse se focalise sur l'expérimentation du phénomène de la convection naturelle. Un banc d'essais, développé dans le cadre de la thèse de Daverat, modélise la double-façade par un canal vertical avec chauffage pariétal. Le fluide d'étude est de l'eau afin de s'affranchir du rayonnement entre parois et d'étudier le couplage conduction-convection. Le banc d'essais est constitué d'un canal vertical de 65cm de haut, chauffé à une densité de flux uniforme, plongé dans une cellule de 1,5m de haut remplie d'eau. L'écoulement est observé par des mesures de densité de flux de chaleur, de température pariétale et de vitesse, ces dernières étant réalisées par vélocimétrie par images de particules et par vélocimétrie laser Doppler. Deux configurations de chauffage sont étudiées : symétrique et asymétrique. Pour l'étude de la configuration avec un chauffage symétrique, les données expérimentales issues du travail de thèse de Daverat sont analysées par une approche zonale. Un découpage du canal est proposé et une analyse des ordres de grandeur permet de comprendre les observations expérimentales. Ainsi, cette analyse se focalise sur le transfert thermique aux parois, l'évolution de la pression dans le canal et sur les fluctuations, en particulier, sur l'évaluation du terme croisé du tenseur de Reynolds. La configuration d'un chauffage asymétrique est étudiée expérimentalement pour la phase de démarrage et le régime stationnaire. Pour la phase de démarrage, la caractérisation des premières heures à partir de la mise en chauffage de la paroi est réalisée en termes de température pariétale, de vitesse et de comportement bi-/tri-dimensionnel de l'écoulement. Un écoulement de retour de grande échelle est mis en évidence. L'impact de la stratification thermique externe du canal est également étudié. Pour le régime stationnaire, les analyses sont réalisées sur des données pour lesquels le régime est considéré établi. Les comportements thermique et dynamique sont étudiés et mettent en évidence deux états distincts. Des écoulements de retour sont également observés. Enfin, les influences du nombre de Prandtl et de l'écartement du canal sont discutées. / Under the current energy context, the development of solar energy goes through its large scale development, especially in urban areas. Active and integrated solutions, such as photovoltaic double-skins, allow both the heat recovery for building needs and the exploitation of building envelope as collecting surface. Furthermore, this configuration limits the efficiency loss and the acceleration of ageing process due to overheating of the solar cells. Indeed, in this configuration, the photovoltaic panels are separated from the building by an air channel and the thermally driven flow that develops in the channel helps to evacuate the heat absorbed by the panels. However, the global behaviour of the photovoltaic double-skin is complex and not yet fully understood. This study is part of a scientific project on multi-scale modelling and experimentation of BIPV components. It focuses on the experimentation of the natural convection phenomenon in double-façades. An experimental apparatus developed during C. Daverat's thesis models the double-façade by a vertical channel with wall heating. The working fluid is water so as to avoid radiative heat transfer between walls. The experimental apparatus consists of a 65 cm high vertical channel, with isoflux heating, immersed in a 1.5 m high water tank. The fluid flow is instrumented with measurements of heat flux, wall temperature and velocity. The velocity measurements are made by Particle Image Velocimetry and Laser Doppler Velocimetry. Two heating configurations are studied: symmetrical (same heat flux is imposed on both walls) and asymmetrical (only one wall is heated, the other one being adiabatic). For the study with symmetrical heating configuration, experimental data from Daverat's thesis are analysed by a zonal approach. The channel is split into several zones and a scaling analysis is conducted in order to explain experimental observations. Thus, the study focuses on heat transfer, pressure evolution in the channel and fluctuations, in particular, the evaluation of the maximum Reynolds stress. The asymmetrical configuration is studied for the transient regime and the steady regime. For the transient regime, early stage (first hours) is characterised in terms of wall temperature, velocity and two- or three-dimensional flow behaviour. A large-scale reversal flow is observed. The impact of external thermal stratification is also studied. For the steady regime, thermal and dynamic behaviours are studied and two different states are distinguished and characterised. Reversal flows are also observed. Finally, the influence of the Prandtl number and the channel width is discussed.