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Pr o j et COBI OPOL UPF/ M OM / ADEM E / PAYS / CCI SM
Rapport final du programme
COBI OPOL
Pascal ORTEGA, Franck LUCAS, Marania HOPUARE
Oct obr e 2013 - Avril 2016
Avril 2016

Ra p p o r t final projet COBIOPOL Fév r i er 2016
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Table des matières
Table des matières 2
Avant Propos 4
Par t i e 1 : Climat et données météorologiques 6
1. INTRODUCTION 6
2. LES FI CH I ERS M ET EO RO LO G I QUES ANNUELS T YP ES 8
2.1. Les di f f ér en t s f or m at s « d’années météorologiques types » 9
2.2. Les var i ab l es d es f i chi er s m ét éor ol ogi q ues ann uel s t ypes 9
2.2.1. Ra yo n n em e n t s ol a i r e 10
2.2.2. Le ven t 10
3. CREA TI ON DU FI CHI ER M ET EO ROLOG I QUE ANNUEL TY PE P O UR LA POLYNESI E 10
3.1. Données climat iques i ssues des obser vat ions 10
3.2. Méthodologie de construction du fichier météorologique annuel type 11
3.3. Modèle de décomposition du rayonnement solaire 12
3.4. Gén ér at i o n d u f i ch i er .epw 14
4. DONNEES METEO EXTRAPOLEES PAR UN MODELE DE MESO-ECHELLE 15
4.1. Méthodologie 16
4.2. Identification des régimes de vents dominants à Tahiti 17
4.3. Descent e d' échelle 18
4.4. Val idat ions 19
4.4.1. Co n f r o n t a t i on a vec l es do nnées de la station Météo France de Faaa 19
4.4.2. Co n f r o n t a t i on a vec l es st a t i o n s mo b i l es i n st a l l é es et l es p a r c s m o b i l es 21
PARTIE 2 : CONCEPTION BIOCLIMATIQUE 22
5. INTRODUCTION 22
5.1. Pr i n ci p es et o bj e ct i f s d e l ’ ét u de 22
5.2. Les t ypol o gi es d e b ât i m ent s 22
5.3. Les sol l i ci t at i o ns cl i m at i q ues d es bât i m en t s en PF 22
5.4. Les Ou t i l s expér i m en t au x 23
5.4.1. Mesure des conditions météorologiques 23
5.4.2. Mesure des conditions d’ambiance intérieures 24
5.5. Out i l s numériques 25
6. ET U D E D U FARE MTR 26
6.1. Descri pt ion de la t ypologie habit at ion 26
6.1.1. Co m p o si t i on d e l a s t r u c t ur e et d e s m ur s 26
6.1.2. Les m en ui ser i es 26
6.1.3. La t oi t ur e et f au x pl af ond 27
6.2. Analyse des résultats expérimentaux 27
6.3. Et ud e n u m ér i qu e 30
6.4. Pr escr i p t i on s d ’ am él i o r at i o n 30

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6.4.1. Isolation de la toiture 30
6.4.2. Pr o t ect i o n sol ai r e d es par o i s ver t i cal es ( bai es et m ur s) 32
6.4.3. Vent ilat ion du bâtiment 35
6.5. Sy n t h è se s d e s p r e scr i p t i o n s 36
7. ET U D E D E LA T YPO LO GI E « ECOLE » 38
7.1. Descri pt ion des types de bâtiment 38
7.1.1. Exe m p l e d ’ é co l e d e c o n c ep t i o n an ci en n e : Ecole de Papetoai 38
7.1.2. Exe m p l e d ’ é co l e d e c o n c ep t i o n récente : école de Te’avaro (Moorea) 39
7.2. Et ud e exp ér i m e n t al e d e l a t y p o l ogi e « Ecole » 39
7.2.1. Mise en évidence des problématiques des écoles de conception ancienne 40
7.2.2. Mise en évidence des problématiques des écoles de conception récentes 43
Co n f o r t hy g r o t her mi q ue 43
Apports thermiques 44
Usages du bâtiment 46
7.3. Et ud es p ar s i m u l at i o n n u m ér i q u e d e s b â t i m e n t s 47
7.3.1. Modélisation des bâtiments 47
Ec o l e d e c o n ce p t i o n an cienne 47
Ec o l e d e c o n ce p t i o n r éc e n t e 48
7.3.2. Pr ésen t at i o n d es r ésu l t at s d e si m u l at i o n p o ur l es éco l es an ci en nes 49
Po t en t i el d’ am él i o r at i o n d es co nd i t i o n s d es con f or t s d an s l es éco l es an ci en nes 49
Sy n t h è se d e s p r e sc r i p t i o n s p o u r l e s é co l e s d e co n ce p tion ancienne 52
7.3.3. Pr ésen t at i o n d es r ésu l t at s d e si m u l at i o n p o ur l es éco l es de co n cep t i o n r écen t e 54
Eval u at i o n d u c o ef f i cient de réduction des protections solaires 54
Fact e u r so l ai r e éq u i v al en t 56
Tr ai t ement des bai es or i ent ées à l ’ OUEST 57
7.4. Pr o bl ém at i q ue d e l a cl i m at i sat i o n d es salles de classe en Polynésie 58
7.5. Sy n t h è se d e l ’ ét u d e d e l a t y p o l o gi e é co l e 59
8. ÉT U D ES D E M A TERI A UX DE CO NST RU CT I O N « LOCAU X » 59
8.1. Les m at ér i au x l o cau x u t i l i sés d an s l a co nst r uct i o n 60
8.2. Méthodologie d’étude 61
8.3. Pr em i er s r ésu l t at s exp ér i m en t au x. 61
8.4. Sy n t h èse et perspective pour l’étude des matériaux locaux de construction 62
CO N CLU SI ONS ET PERSPECT I VES 63
ANNEXE : Problématique de l’isolation des toitures par PMR en Polynésie 65
RÉFÉRENCES 68
Li st e d e s Fi g ur e s 70
Li st e d e s T a b l e aux 72

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Avant Pr opos
Ce p r é s e n t r a p po r t p r o p o se l a s y n t hèse d es t r ava ux m en és da n s l e c a dr e d u p r o j et COBI OPOL
élaboré par l’UPF sur f inancement conjoint Ministère de l’Outre Mer, ADEM E Po l y nési e f r an çai se,
CCISM et UPF
Ce pr o j e t est p o r t é sc i e n t i f i q u em en t p a r l e La b or a t o i r e GEPA SU D d e l ’ U n i v er s i t é d e l a Pol yn ési e
française en partenariat avec le laboratoire PIMENT de l’Université de La Réunion.
En p r éal a b l e à l a m i se en p l a c e d ’ u n e règlementation énergétique des bâtiments, l’ADEME et le
Pays on t m i s en pl ace d es at el i er s d e r éf l exi o n avec l ’ en sem bl e d es act e ur s l o cau x de l a co nst r u ct i o n
et des formations à l’éco-const ruction destinés aux maitres d’ouvrages et mait res d’œuvre. A l’issu
de ces ateliers, il est apparu nécessaire de développer des méthodes et outils adaptés ainsi que des
projets de bâtiments exemplaires servant de références.
La Réu ni o n et l es au t r es DOM on t sui vi un e dém ar ch e si m i l ai r e avec l a m i se en pl ace de l ’ o pér at ion
expérimentale ECODOM en 1997, qui a, par la suite, donné lieu au référentiel PERENE en 2004, puis à
la réglementation RTAADOM applicable depuis 2010. Le référentiel PERENE a été modifié en 2009
pour le rendre plus pédagogique, mieux adapté et plus exigeant sur certains points. Cet te démarche
évolutive a été accompagnée par des activités de recherche expérimentales et numériques menées
notamment par l’Université de La Réunion.
Pl u s p r o ch e de l a Po l yn ési e f r an çai se, en Nouvelle Calédonie, un référentiel de construction
(ECOCAL) a été établi et suivi d’une règlementation thermique (RENC).
L’ en sem bl e d e ces d ém ar ch es o nt co ndui t à u ne sen si b l e amél i o r at i o n des h ab i t ud es co nst r uct i ves
dans l’ensemble des DOM et certains autres territoires ultra-marins français.
La Pol ynési e f r ançai se a récemment entamé une démarche d’élaboration d’une règlementation
énergétique des bâtiments. Dans ce cont ext e, le projet COBIOPOL a été élaboré avec trois types
d’objectifs :
• Obj ect i f s scient i f i ques :
o Dével opper une expert ise locale concernant l a concept ion bi ocli mat ique des bâtiment s et la
MDE adaptée au contexte Polynésien.
• Obj ect i f s « industriels »:
o Tr ansf er t d’ exper t i se ver s l es sect eur s i ndust r i el s af i n d’ amél i or er l es pr at i ques i ndust r i el l es
et la qualité des produits indust riels locaux.
o Identification et qualification de référence démonstratives pour les acteurs industriels et
publics.
o So u t i e n au d é v e l o p p e m e n t d e f i l i è r e s l o cal es d e p r o d u ct i o n d e m at é r i au x d e co n st r u ct i o n
• Obj ect i f s envi r onnement aux :
o Con t r i b u er à réduire la consommation et l’appel de puissance électrique des bâtiments
Po l y nési en s en r é du i san t l a p ui ssan ce et l a co n so m mat i o n d es sy st è mes de cl i m at i sat i o n.
o Con t r i b u er à a méliorer les conditions de confort dans les bâtiments non climatisés par une
conception thermique adapt ée permettant de limiter le recours à la climatisation
Ce r ap p o r t p r ése n t e l e s r ésu l t a t s d e l ‘ en sem bl e d es t r ava ux e f f e c t u és d a n s l e c a d r e d e c e pr o j e t en
mettant plus particulièrement l’accent sur les résultats scientifiques.
Ainsi, la première partie du rapport est consacrée à l’analyse des données climatiques et à la
méthode d’élaboration d’un fichier climatique type.

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La d euxi ème p ar t i e du r ap por t p r ésent er a l es r ésul t at s l i és aux études expérimentales et de
simulation numér ique menées sur deux types de bâtiment à Tahiti et Moorea. Ce t t e pa r t i e se
termine par la présentation des premiers essais de qualification de matériaux locaux de construction.
L’ UPF, par la volonté de son président, s’ est engagée dans une conversion t hématique afin
d’accompagner, d’une part, les projets de mise en place d’une règlementation thermique des
bâtiments et, d’autre part, la transition énergétique engagée par le gouvernement de la Polynésie
française. Le l ab or at o i r e GEPASUD d e l ’ UPF s’ est f o r t em en t appuyé sur l’expertise et le savoir-faire
du laboratoire Piment de La Réunion.
La co l l ab or at i o n d es deu x éq ui p es a co ndu i t à l ’ o uver t ur e d ’ u ne Li cen ce Pr of essi o nnel l e dédi ée à l a
Maîtrise d’Energie et à l’élaboration de ce programme COBIOPOL. Pour garantir le succès de cette
conversion t hémat ique, l’UPF a recruté en délégat ion, pour une durée de quat re ans, un enseignant-
chercheur du laborat oire PIMENT, M. Franck Lucas, et a recruté, pour une durée de deux ans, un
enseignant-chercheur cont ractuel, Mme Marania Hopuare, jeune docteur de l’UPF. Le financement
de COBIOPOL a permis :
• de former Mme Hopuare à la manipulation des modèles numériques de climat à maille fine
afin de répondre au premier objectif de ce programme (stage au CNRM de Météo France et à
l’Ecole Polytechnique de Paris) (≈3000 )
• d’acquérir du matériel scient ifique de qualité afin de mener au mieux les campagnes de
mesures indispensables à la réalisation de l’objectif 2 (≈20 000 )
• d’établir une collaboration durable avec le laboratoire PIMENT de l’Université de La Réunion
(≈10 000 )
• de financer un stage de Master 2 (Master 2 Energie Solaire de l’Université de Perpignan) afin
de compléter les études numériques de simulation du comportement thermique de deux
bâtiments (3 500 )
Notons également, que ce programme a fait l’objet de trois projets tuteurés de la Licence
Pr o f e ssi o nn el l e « En er g i es Ren o u v el ab l es et M aî t r i se d ’ Ener gi e) o u v er t e en 2 0 1 3 à l ’ U PF.
Nous insistons sur le fait que ce précieux transfert de compétences issues du laboratoire PIMENT,
du CNRM et de l’Ecole Polytechnique n’a pu se réaliser que grâce au financement de ce programme.
Cet t e c on v e r s i o n t h ém a t i q u e d e n o t r e l a b o r a t o i r e e s t m a i nt e n a n t b i e n enc l en c h ée et depuis,
toujours grâce à ce programme, nous avons obtenu le financement d’un contrat doctoral (Service de
l’Energie – Ademe Polynésie et Ecole Doctorale du Pacifique).
Si gn al o n s e n f i n , q u e ces travaux ont déjà conduit à la rédaction d’une publication [Lu cas et al , 2 015]
et deux présentations en conférences internationales qui feront l’objet de publications [Hopuare et
al 2016a, 2016b].
Po ur t o ut es ces r ai so ns, n ou s, au t eu r s de ce r ap p or t , r em er ci on s l e m i n i st èr e d e l ’ Out r e-Mer, M. Le
Dél égué Régional à l a Recher che et la Technologie, M. Er ic Clua, la dél égat i on de l’ADEM E en
Po l y nési e, l a CCI SM , p our l eur sou t i en financier et pour la confiance qu’ils nous ont accordée pour la
réalisation de ce programme.