Soutenance de thèse – Marie-Hélène Azam “Simulation du bâtiment au quartier: Exploration du potentiel de la PGD paramétrique comme méthode de réduction de modèles pour des calculs précis et rapides.”

Marie-Hélène Azam soutiendra sa thèse le 17 mars 2021 à 14h00 sur le sujet suivant :

“Simulation du bâtiment au quartier: Exploration du potentiel de la PGD paramétrique comme méthode de réduction de modèles pour des calculs précis et rapides.”

Résumé :

Pour adapter nos constructions à leur futur environnement climatique, il devient primordial d’élaborer de nouvelles méthodes de conception. L’un des principaux enjeux est alors la quantification précise de l’impact de solutions constructives sur les consommations énergétiques d’un bâtiment, et sur son environnement. Pour cela, il faut faire face à un premier verrou : la réalisation d’un bilan thermique dynamique précis du bâtiment en considérant sa relation à son environnement. La ville est un environnement relativement complexe. De très nombreux phénomènes à différentes échelles (spatiale et temporelle) interagissent. Sa modélisation demande donc une connaissance détaillée des phénomènes physiques et des éléments qui la composent. Derrière chaque phénomène, un modèle mathématique puis numérique est développé. Afin de prendre en compte les diérentes interactions, les modèles numériques sont ensuite couplés pour obtenir un outil complet de simulation. Les temps de calcul en jeu sont alors importants. Afin de réduire le coût de résolution, plusieurs solutions peuvent être envisagées. La première consiste à dégrader la description physique du modèle, mais cette solution conduit à une perte d’informations importantes. La deuxième solution consiste à utiliser des méthodes de réduction mathématiques. Ces méthodes permettent de générer des modèles d’ordre réduit, minimisant la complexité numérique du problème tout en conservant une description détaillée du phénomène physique. Dans ces travaux de thèse, nous explorons l’utilisation de la décomposition propre généralisée (PGD). Cette méthode permet de ré-écrire le problème de départ en le décomposant à partir de paramètres du problème. Elle peut être utilisée de plusieurs manières et dans ce travail, elle est employée dans le but de créer des modèles réduits paramétriques. Ces travaux de thèse portent ainsi sur son application pour la modélisation des transferts de chaleur dans l’enveloppe d’un bâtiment ou d’une scène urbaine. Les premiers travaux sont appliqués à l’échelle de la paroi. Ils permettent de mettre en valeur (1) les potentiels de réduction apportés par la méthode, (2) les verrous à lever pour démocratiser son application. Des solutions techniques sont proposées pour appliquer la méthode au problème étudié. À chaque étape, les performances des modèles sont évaluées pour diérentes configurations sur des solutions analytiques et de la mesure in situ. Les modèles réduits développés sont ensuite couplés à l’outil de simulation mico-climatique SOLENE-microclimat sur un cas d’étude à l’échelle d’un quartier. Ce cas d’étude permet de démontrer la faisabilité d’intégrer un modèle paramétrique PGD dans un outil de simulation l’échelle du quartier.

Composition du jury

Rapporteurs :

Monika Woloszyn, Professeure des universités à l’université Savoie Mont-Blanc
Jean-Jacques Roux, Professeur des universités à l’INSA de Lyon

Examinateurs :

Francisco Chinesta, Professeur des universités à l’ENSAM
Elena Palomo, Directrice de recherche à CIC energiGune
Alain Sempey, Maitre de conférences à l’IUT de Bordeaux

Directrice et encadrants de thèse :

Marjorie Musy, directrice de thèse, Directrice de recherche au Cerema
Sihem Guernouti, co-encadrante, Chargée de recherche au Cerema
Philippe Poullain, co-encadrant, Maitre de conférences à l’IUT de Saint-Nazaire