Conférence plénière La Cité des Energies

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1 Conférence plénière La Cité des Energies L innovation au service du Bâtiment Méditerranéen et de ses occupants Pierre JOUBERT Chef de projet Cité des Energies- CEA 03/02/2014 Forum du bâtiment durable 2014 / Santé et climat : bien vivre le bâtiment 1

2 2-CEA TECH: les 3 instituts Grenoble Laboratoire d'electronique et des Technologies de l'information 1600 pers. 240 M Paris Sud Laboratoire d Intégration des Systèmes et des Technologies 700 pers. 90 M Grenoble / Chambéry Laboratoire d Innovation pour les Technologies des Energies nouvelles et les Nanomatériaux 1100 pers. 170 M Solaire 2 2

3 CEA Tech: bringing competitiveness to our customers Ressourcement 25% (5-10 ans) Transfert technologique 75% (1-3 ans) Knowloedge Market 3 3

4 Modèle d affaires sur l implantation de CEA Tech en Régions Compétences complémentaires ou plates-formes déjà existantes ECOSYSTEME ACADEMIQUE TISSU INDUSTRIEL REGIONAL Plates-formes P.R.T.T. Régionales de Transfert Technologique Tissu industriel volonté du CEA de se positionner Tissu industriel à renforcer ou à développer STRATEGIE REGIONALE D INNOVATION Stratégie CEA base arrière PLATES-FORMES BASES ARRIERE + Technologies issues des autres pôles opérationnels du CEA 4

5 A - CEA-Tech acteur français majeur en recherche technologique 5

6 La cité des Energies, Un environnement propice au développement de l innovation solaire dans toutes ses dimensions 6

7 LA CITE DES ENERGIES: UN PROJET PORTE PAR LA PLATEFORME TECHNOLOGIQUE REGIONALE 7

8 Essaimage: Plateforme INCAS Champs d action Windows/Glazing Solar Systems «Concept House» for Solar Decathlon Solar Control Prefabricated facades for refurbishment projects Ventilation Indoor air quality thermal comfort Fully monitored passive houses Brickwork + aerogel coating Low thermal mass timber frame Thermal and hydrothermal transfers Building Integrated Photovoltaics 03/02/2014 8

9 CHOIX STRATEGIQUE : PROBLEME DE LA CHALEUR ET NOTION D USAGE 3 FÉVRIER 2014 Page 9

10 LES 4 PLATEFORMES DU PROGRAMME «CITÉ DES ENERGIES» ET SES PARTENAIRES Zone 2 Zone 1 Zone 3 10

11 BÂTIMENT MEDITERRANEEN: CONFORT D ÉTÉ Projet Habitat individuel/collectif/ tertiaire Rénovation / neuf Collectif/Tertiaire Projet de Bâtiment «Emblématique» BEPOS Med Plateforme equipements technologiques INCAS Med

12 Equipements/ Axes de développement sur la region Provence Alpes Côte d Azur CHOIX DES AXES DE DÉVELOPPEMENT Confort d été Autoconsommation (stockage) Inertie/ Matériau Ventilation naturelle Eclairage Qualité Air intèrieur Vitrages PV + Usages, SHS!!! DES EQUIPEMENTS MUTUALISÉS Cellules climatiques Prototypes de Maisons expérimentales 12

13 Développement de composants de façade industrialisés pour la rénovation Façades de test PASSYS2 HAUT Boites adiabatiques T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T int 10 T ext T e m p é r a tu r e [ C ] 5 0 Façade épave Facade rénovée -5 25/12/11 01/01/12 Temps Gradients de températures (-0.39;-0.39)= (-0.79;-0.79)= (-1.18;-1.18)= (-1.57;-1.57)= (-1.96;-1.96)= (-2.36;-2.36)= (-2.75;-2.75)= (-3.14;-3.14)= (-3.54;-3.54)= (1.94;-1.94)= (1.51;-1.51)= (1.08;-1.08)= (0.65;-0.65)= (0.22;-0.22)= Facteur de lumière du jour 13

14 Composants d enveloppe Matériaux biosourcés : Fibre de bois Béton de granulats végétaux Intégration PV verticale 14

15 Bâtiments expérimentaux Béton Banché + ITE Très forte inertie Blocs béton Brique isolée + enduit isolant aérogel Ossature bois Très faible inertie Préfabrication 15

16 Travaux sur la masse thermique et le confort d été Comparaison mesures/simulation Calage de modèles numériques Modélisation de la tache solaire Modélisation de la constante de temps d un bâtiment Modélisation et mesure de dérives caniculaires 26,0 25,5 Amortissement et déphasage Température moyenne maison ( C) 25,0 24,5 24,0 23,5 23,0 22,5 22,0 21,5 21,0 30/7 30/7 31/7 31/7 1/8 1/8 2/8 2/8 3/8 3/8 I-BB I-DM I-OB T ext Température extérieure ( C) 16

17 Précision de la modélisation numérique R open Φ R / 1 Φ 1 R R / / 1/ Φ 1/ Modélisation par analogie électrique BAT31 440kWh/(m².an) - 20cm béton + BA13 - Simple vitrage 5.6 W/(m²K) - 1 Vol/h RA - Tchauff : 19 C - 6 parois en contact avec l extérieur CS1 52kWh/(m².an) - 11cm isolation / BA19 - Cloisons BA19/air/BA19-1 Vol/h RA - Chauffage intermittent 16/21 C - 1 paroi en contact avec l extérieur BAT21 20kWh/(m².an) - 20cm béton +20cm isolation + BA13 - Double vitrage 1.1 W/(m²K) Vol/h RA - Tchauff : 19 C - 6 parois en contact avec l extérieur Analyse de signature thermique d enveloppes MODELINCAS 25kWh/(m².an) - PV :17cm isolation / 5cm béton - PH : 40cm isolation - PB : 16cm béton / 20cm isolation Vol/h RA - Tchauff : 19 C 17

18 Qualité d air intérieur & confort thermique Mesures sur mortier photocatalytique + mcp Modélisation de l'âge de l air Modélisation et mesure de concentration en CO2 18

19 Qualité d air intérieur & confort thermique octobre 2012 octobre 2012 Limitation des ponts thermiques linéiques Simulation thermique sans Parex.IT avec enduit mars 2012 ᴪ = 0.38W/(m.K) * ᴪ = 0.155W/(m.K) ** 19

20 Ventilation naturelle Air entrant par l'imposte côté terre OUEST NORD 5% SUD 10% 15% 20% EST Calcul de gisement de ventilation naturelle Température [ C] et Flux thermique [W/m²] Vitesse [m/s] Text - Tint Flux paroi béton Béton 180 mm Flux négatif Flux positif 0.5 Vent météo correspondant 0 Vitesse d'air au centre de l'ouvrant NORD Modélisation des flux aérauliques 15% 10% 5% OUEST EST SUD

21 Développements produits Vitrage PV Volet Roulant Autonome Mur solaire capteur + stockage + ventilation Ventilation mécanique par insufflation 21

22 CEA Pierre Joubert Merci de votre attention Le Forum Bâtiment Durable 2014 des Pôles de Compétitivité bénéficie des soutiens : 22 Forum du bâtiment durable 2014 / Santé et climat : bien vivre le bâtiment

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