Etude de l’impact des procédés de rafraîchissement passif de type « Cool Roof » sur la performance énergétique des bâtiments dans les régions chaudes et arides

ATHMANI, Wafa (2023) Etude de l’impact des procédés de rafraîchissement passif de type « Cool Roof » sur la performance énergétique des bâtiments dans les régions chaudes et arides. Doctoral thesis, Faculté des Sciences et de la technologie.

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Abstract

A l’instar des pays émergents, l’amélioration de la performance énergétique tout en assurant la qualité thermique et environnementale des bâtiments en Algérie constitue une thématique incontournable dans la conjoncture présente du développement durable. Actuellement, le fort taux d’accroissement des aires urbaines et l’inadaptation des techniques de construction résultent un parc immobilier parfaitement indifférent à son contexte, inconfortable et énergivore, qui continue de croître sans cesse. A ce titre, le secteur du bâtiment résidentiels est particulièrement énergivore et émetteur de gaz à effet de serre, surtout dans le sud de l'Algérie où les conditions désertiques prédominent. De plus, sous un climat chaud et sec, l’exposition permanente de la toiture aux radiations solaires intenses contribue principalement une surchauffe interne importante et un inconfort thermique extrême faisant du refroidissement de l’espace une exigence de base des occupants pendant la majeure partie de l'année. Cette dépendance totale envers les systèmes de climatisation entraîne une consommation d'énergie excessive. Cependant, les toits des bâtiments offrent des opportunités significatives pour anticiper le changement climatique et relever les défis énergétiques contemporains ; cela passe par l’amélioration du comportement thermique des toits en incorporant des procédés de rafraichissement passif. A cet égard, l’objectif visé par cette étude est d’évaluer la capacité du « Cool Roof » à réaliser des économies d’énergie et à assurer un niveau de confort thermique acceptable dans les habitations contemporaines à Biskra. Dans le cadre de notre contribution à cette problématique, une méthodologie rigoureuse fondée sur trois approches complémentaires est adoptée. Pour commencer, une étude empirique a été réalisée sur un échantillon de 12 maisons représentant les types de toitures les plus couramment utilisées dans la ville de Biskra. Ensuite, des mesures in situ et une enquête par questionnaire ont permis de déterminer l'impact réel des toitures plates, en béton armé sur les conditions de confort thermique intérieur. Pour sa part, l’étude expérimentale a été menée en réalisant quatre cellules de test à modèle réduit, où six techniques de refroidissement passif ont été évaluées sur deux périodes consécutives, sous des conditions estivales réelles. L'objectif était de comparer la faisabilité thermique, l'accessibilité économique et l'acceptation sociale des II différentes solutions, afin de déterminer les procédés les plus adaptés au contexte de l'étude. Enfin, une simulation numérique à l'aide du logiciel TRNSYS a été réalisée pour étudier l'influence des trois meilleures solutions passives issues de l'étude expérimentale sur l'efficacité énergétique, thermique et environnementale des bâtiments. L'objectif principal était de proposer une toiture adaptée au contexte local, simple, rentable et facile à mettre en oeuvre sur des surfaces existantes ou en cours de construction, tout en répondant aux exigences de la vie moderne. À l'issue de cette étude, les résultats ont clairement démontré qu'en assurant une protection adéquate de la toiture et en agissant sur les propriétés thermiques de sa surface ainsi que sur le choix de la couverture, il est possible d'améliorer significativement la performance thermique des bâtiments tout en garantissant un niveau favorable de confort thermique et en réduisant l'empreinte carbone.

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