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-CEA TECH: les 3 instituts 1967 - Grenoble Laboratoire d'electronique et des Technologies de l'information 1600 pers. 240 M 2003 - Paris Sud Laboratoire d Intégration des Systèmes et des Technologies 700 pers. 90 M 2005 - Grenoble / Chambéry Laboratoire d Innovation pour les Technologies des Energies nouvelles et les Nanomatériaux 1100 pers. 170 M Solaire 2 2
CEA Tech: bringing competitiveness to our customers Ressourcement 25% (5-10 ans) Transfert technologique 75% (1-3 ans) Knowloedge Market 3 3
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
A - CEA-Tech acteur français majeur en recherche technologique 5
La cité des Energies, Un environnement propice au développement de l innovation solaire dans toutes ses dimensions 6
LA CITE DES ENERGIES: UN PROJET PORTE PAR LA PLATEFORME TECHNOLOGIQUE REGIONALE 7
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
CHOIX STRATEGIQUE : PROBLEME DE LA CHALEUR ET NOTION D USAGE 3 FÉVRIER 2014 Page 9
LES 4 PLATEFORMES DU PROGRAMME «CITÉ DES ENERGIES» ET SES PARTENAIRES Zone 2 Zone 1 Zone 3 10
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
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
Développement de composants de façade industrialisés pour la rénovation Façades de test 20 15 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 2000000 1800000 1600000 1400000 1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 0 0 (-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
Composants d enveloppe Matériaux biosourcés : Fibre de bois Béton de granulats végétaux Intégration PV verticale 14
Bâtiments expérimentaux Béton Banché + ITE Très forte inertie Blocs béton Brique isolée + enduit isolant aérogel Ossature bois Très faible inertie Préfabrication 15
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 30 28 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. 26 24 22 20 18 16 14 12 10 Température extérieure ( C) 16
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) - 0.04 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 - 0.1 Vol/h RA - Tchauff : 19 C 17
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
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
Ventilation naturelle Air entrant par l'imposte côté terre OUEST NORD 5% SUD 10% 15% 20% EST 0.8-1 0.6-0.8 0.4-0.6 0.2-0.4 0-0.2-0.2-0 -0.4 - -0.2-0.6 - -0.4-0.8 - -0.6-1 - -0.8 Calcul de gisement de ventilation naturelle Température [ C] et Flux thermique [W/m²] Vitesse [m/s] 5 0-5 -10 3 2.5 2 1.5 1 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 10-12 8-10 6-8 4-6 2-4 0-2 20
Développements produits Vitrage PV Volet Roulant Autonome Mur solaire capteur + stockage + ventilation Ventilation mécanique par insufflation 21
CEA Pierre Joubert Pierre.joubert1@cea.fr 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