Nom Prénom Sujet Résumé Date de soutenance Directeur

Nom Prénom Sujet Résumé
Date de
soutenance
Directeur
Financeur
BENARD Fiona Formes urbaines et Transport en milieu
insulaire : l’exemple de La Réunion
L’étalement urbain et le transport sont deux problématiques prépondérantes à
La Réunion. Dans un contexte de forte croissance démographique où le
million démographique est prévu pour 2030, la question de l’occupation du
sol devient primordiale. Le relief réunionnais présentant des spécificités
telles, que presque deux tiers de l’île sont indisponibles à l’urbanisation, la
problématique de l’étalement urbain devient de plus en plus importante. Dans
le même temps, le réseau routier réunionnais, limité également par le relief,
est déjà saturé et la problématique transport occupe une grande place dans les
préoccupations en matière d’aménagement, à l’exemple de la Route du
Littoral. Ainsi, cette relation transport et aménagement est particulièrement
importante. Cette thèse propose ainsi de découvrir, à l’échelle des aires
urbaines, les différentes formes d’étalement urbain visibles à la Réunion et
s’interrogeant sur d’éventuelles similarités avec des territoires non limités par
le relief. En effet, une question est posée : le milieu insulaire favorise-t-il des
formes d’étalement spécifiques ? De même, la relation entre transport et
étalement urbain est mise en exergue à travers les exemples des trois
principales aires urbaines de l’Île : Saint-Denis, Saint-Paul- Le Port et Saint-
Pierre. A partir de leur évolution depuis 1990 nous proposons quelques
scénarios d’évolution qui permettent d’alerter sur la nécessité d’une approche
transport-urbanisme dans les futurs projets d’aménagement de l’Île de La
Réunion.
06/12/12 Pr. GATINA

BIGOT Dimitri Contribution à l’étude du couplage
thermique enveloppe/système dans le
cas de systèmes complexes
photovoltaïques
Cette thèse présente un modèle thermique et électrique de paroi
photovoltaïque intégrée ou semi-intégrée au bâtiment. La particularité du
modèle est le transfert de chaleur entre le panneau et le bâtiment est décris de
telle manière que leurs modèles respectifs sont totalement couplés. Ceci a
l’avantage de permettre la prédiction de l’impact de l’installation PV sur le
champ de température du bâtiment et donc sur son confort thermique
intérieur. Le but de l’étude est de mettre en évidence l’impact des panneaux
PV en termes d’isolation thermique ou de protection solaire pour le bâtiment.
De plus, une étude expérimentale a été menée à l’île de La Réunion, où le
climat est tropical et humide, avec un rayonnement solaire important. Dans
de telles conditions, il est important de minimiser la sollicitation thermique à
travers le toit du bâtiment. Le modèle est intégré à un code de simulation
thermique du bâtiment (ISOLAB) et peut prédire l’impact des panneaux PV
installés selon différentes configurations, mais aussi prédire le productible
photovoltaïque de l’installation.
L’étude expérimentale est ensuite utilisée pour fournir des éléments de
validation du modèle numérique et une analyse de sensibilité est lancée pour
mettre en évidence les paramètres les plus influents du modèle. Il a été
démontré que les paramètres radiatifs du panneau PV ont un impact
important sur le champ de température du bâtiment et que leur détermination
doit être faite correctement. Les résultats de cette analyse sont ensuite utilisés
pour optimiser le modèle thermique de panneau PV à l’aide du logiciel
d’optimisation GenOpt.
10/11/11 Pr. MIRANVILLE

BRANGEON Boris Contribution à l’étude numérique de la
ventilation naturelle dans des cavités
ouvertes par la simulation des grandes
échelles. Application au
rafraîchissement passif des bâtiments
Contexte du sujet : La climatisation est un poste de dépense énergétique
important dans le secteur du bâtiment, qui pourrait être réduit de manière
drastique par l’utilisation de systèmes passifs de rafraîchissement. Dans les
climats chauds et humides, le rafraîchissement passif des bâtiments est une
solution éprouvée, qui s’ordonne autour de quatre principes : minimiser les
apports de chaleur interne et externe, apporter de l’inertie au bâtiment,
humidifier l’air et assurer une bonne ventilation pour favoriser les échanges
convectifs.
Objectifs : La description des transferts thermo-convectifs (évaluation des
débits massiques, des transferts de chaleur) mis en jeu dans des cavités
ouvertes (pièces avec ventilation traversante, cheminées solaires, doubles
peaux, espaces sous-toiture) est encore mal connue et constitue un enjeu pour
l’amélioration des systèmes passifs. L’étude de ces phénomènes peut être
évaluée par la mécanique des fluides numérique. Les objectifs de ce travail de
thèse sont : de réaliser des simulations numériques fines du comportement
thermo-aéraulique dans des configurations typiques de systèmes passifs en
climat tropical humide, afin d’améliorer nos connaissances sur la ventilation
naturelle, d’approfondir et d’apporter des éléments de réponses en ce qui
concerne le choix des conditions limites numériques à appliquer pour les
systèmes ouverts.
Modélisation numérique : L’approche numérique adoptée dans ce travail,
pour étudier la convection naturelle turbulente, est la simulation des grandes
échelles (SGE ou LES en anglais). Cette approche se situe à mi-parcours
entre la méthode de calcul direct et la résolution des équations moyennées en
temps, de type RANS. L’avantage d’une telle technique est la réduction
appréciable du nombre de points de discrétisation nécessaire par rapport à
celui exigé par la méthode de calcul direct, tout en conservant l’aspect
dynamique des écoulements.
Résultats : Les résultats obtenus lors de ce travail concernent l’étude des
conditions limites dynamiques à imposer pour des géométries ouvertes avec
une SND et l’application de la SGE à différentes configurations de cavités
ouvertes en régime turbulent, afin de caractériser les champs de température
et de vitesse et d’en déduire les grandeurs intégrales d’intérêt (débit
massique, débit enthalpique, renouvellement d’air, ...). Les résultats de ces
calculs ont été comparés soit à d’autres résultats numériques dans le cadre de
benchmarks nationaux (benchmark numérique AmeTh et ADNBâti) ou à des
résultats expérimentaux.
26/10/12 Pr. BASTIDE

GUICHARD Stéphane Contribution à l'étude des parois
complexes intégrant des matériaux à
changements de phase : Modélisation,
Expérimentation et évaluation de la
performance thermique globale
Cette thèse s'inscrit dans une démarche de maîtrise de l'énergie dans le
secteur du bâtiment. Elle a pour but d'utiliser des solutions passives pour
atteindre de hautes performances énergétiques. L'une des solutions proposées
est l'utilisation de Matériaux à Changements de Phase (MCP) dans les parois.
Les matériaux à formes stabilisées solide-liquide, sont utilisés pour stocker
l'énergie thermique sous forme de chaleur latente. Le but de l'étude est de
mettre en évidence l'impact réel des MCP en termes de complément
d'isolation thermique et de proposer un modèle thermique pour prédire leurs
impacts sur le champ de température et sur le confort thermique.
Une séquence expérimentale en environnement naturel et à grande échelle a
été menée à l'île de La Réunion, où le climat est tropical et humide, avec un
fort taux d'ensoleillement. Le rayonnement solaire étant important, il est
nécessaire de minimiser les sollicitations solaires sur l'ensemble du bâtiment
et en particulier la toiture, qui constitue la surface la plus exposée. Il est alors
nécessaire de proposer une modélisation adaptée, qui intègre à la fois les
phénomènes physiques mis en jeu mais également les éléments structurels
selon l'état de l'art. Le modèle est couplé à un code de simulation thermique
du bâtiment (ISOLAB) et permet de prédire d'une part les profils de
températures de chacune des surfaces constituant l'enveloppe du bâtiment, et
d'autre part d'évaluer l'impact des MCP sur le confort thermique pour
différentes configurations.
Selon une méthodologie alliant Modélisation, Expérimentation et Validation
(MEV), la démarche a permis de valider l'expérimentation dédiée et d'évaluer
la capacité du modèle à prédire l'ensemble des données issues des séquences
expérimentales.
14/05/13 Pr. MIRANVILLE

JAOHINDY Placide Modélisation des systèmes éoliens
verticaux intégrés aux bâtiments :
Modélisation du couple production /
Bâtiment
La technique d’intégration des systèmes éoliens verticaux (VAWT) au service
des logements individuels, collectifs et tertiaire est une approche intéressante
pour les acteurs de la maitrise d’énergie pour promouvoir une utilisation
rationnelle de l’énergie. Le choix de l’implantation d’une éolienne en milieu
urbain est déterminé par la hauteur des bâtiments, la vitesse du vent et
l’intensité de turbulence du site. Les conditions de vents sévères à faible
altitude sont favorables à une implantation de VAWT. Dans certaines villes, la
hauteur moyenne des bâtiments est relativement faible et ceci fait qu’en ces
lieux, les VAWTs sont appréciable par rapport aux HAWTs. La mécanique
des fluides numériques (CFD) est mise en œuvre pour modéliser les
écoulements d'air au travers d'éoliennes et des bâtiments. Un problème CFD
modélisé avec un modèle de turbulence approprié donnera des résultats de
simulations qui s’approchent des réalités physiques et des résultats de
l’expérimentation. Dans cette étude, les modèles standard k-ε et SST k-ω ont
été utilisés. Après analyse des possibilités d’intégration d’une VAWT, la
toiture reste la zone d’intégration la plus intéressante. En plus de l’étude
aérodynamique, nous avons entamé une étude de modélisation électrique de
la chaine de conversion de l’éolienne en utilisant le logiciel Matlab. Le travail
a été effectué dans le but de déterminer la puissance électrique susceptible
d’être produite par l’éolienne. Pour finaliser cette étude, un modèle de
couplage électrique de VAWTs avec un bâtiment considéré comme un modèle
de charge est présenté.
27/08/12 Pr. BASTIDE