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Auteur(s)
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Pierre MICHEL : Ingénieur de l’École nationale des travaux publics de l’État (ENTPE) - Habilité à diriger des recherches en sciences - Docteur en Génie civil - Chercheur au Laboratoire des sciences de l’habitat (ENTPE DGCB – URA CNRS 1652)
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Dire qu’un bâtiment, quel qu’il soit, est (ou devrait être) conçu pour ses occupants dépasse largement le simple truisme. Cette apparente évidence implique que la notion de bâtiment, qu’il s’agisse d’un habitat ou d’un immeuble non résidentiel, ne se limite pas au concept élémentaire de structure bâtie. Plusieurs finalités peuvent être identifiées pour un bâtiment, en relation directe ou indirecte avec les activités de ses occupants. La notion d’abri lui est communément et intuitivement associée, même si cette idée ne saurait en constituer l’unique destination.
La qualité des ambiances constitue clairement une justification essentielle du concept de bâtiment, de même qu’une préoccupation grandissante des occupants au regard du temps passé à l’intérieur des structures bâties. Le bâtiment doit donc modérer ou annihiler les contraintes de l’environnement extérieur : température extérieure, ensoleillement, précipitations, vent, bruit... Dans le même temps, les activités propres de l’occupant doivent être prises en compte pour garantir une ambiance conforme à ses attentes : élimination des odeurs et des polluants, gains internes de chaleur, bruits... La gestion automatisée et le suivi des ambiances dans le bâtiment, par l’intermédiaire de la Gestion Technique des Bâtiments (GTB), permettent précisément de mieux prendre en compte toutes ces caractéristiques. L’optimisation de la qualité des ambiances est donc, au même titre que la maîtrise des consommations énergétiques, l’un des apports principaux de la GTB.
Les techniques de conduite et de gestion retenues auront, en tout état de cause, une influence notable sur :
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le confort de l’occupant : amplitudes de variations, prise en compte des actions manuelles... ;
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les investissements en systèmes de contrôle (au sens large) : choix des capteurs, régulateurs, actionneurs... ;
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les consommations énergétiques résultantes ;
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les coûts de fonctionnement et de maintenance, liés en particulier à la durée de vie des équipements pilotés.
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2. Principes de conduite
2.1 Définitions
Quels que soient le principe et la structure sur lesquels il s’appuie, un système de régulation (énergétique, climatique...) d’un bâtiment [22] inclut au minimum les éléments suivants, illustrés figure 5 :
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un capteur assure la mesure d’une grandeur réglée (température ambiante intérieure, concentration en CO2 , humidité relative...), d’une grandeur perturbatrice (température extérieure, ensoleillement, vitesse et direction du vent...) ou encore d’une grandeur de contrôle (température de fluide, vitesse d’air, pression...) ;
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les informations reçues de ce capteur permettent à un régulateur de définir une grandeur de réglage (position de vanne d’arrivée d’eau chaude, degré d’ouverture d’un registre de ventilation, vitesse d’un ventilateur...) ;
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l’ordre est transmis à un actionneur (servomoteur, relais...) qui agit sur la position d’un organe de réglage (vanne, registre, extracteur...) [7]Principes de tarification de l’électricité en France. .
L’utilisateur définit la plupart du temps, pour la grandeur réglée, une valeur de référence qui constitue soit une valeur cible (température de consigne), soit une valeur limite à ne pas dépasser (concentration en CO2). Dans le cas d’une valeur de consigne, la différence entre cette valeur et la grandeur réglée constitue l’écart de réglage que le régulateur doit annihiler. La boucle de réglage, constituée d’un système de régulation et d’un système réglé (chauffage, ventilation...), conduit à la définition de la grandeur de réglage...
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