Behovsstyrt ventilasjon (DCV) - krav og overlevering. Veileder for et energioptimalt og velfungerende anlegg

ForskningsrapportThe purpose of this guidebook is to help building owners to acquire well-functioning demand-controlled ventilation by applyingthe guidebook’s recommendations, as well as proper commissioning. Contractorsand property managers can use the guidebook to improve the quality of newsystems, while facility managers can use it for troubleshooting and maintenanceof existing ventilation systems. The guidebook results from the Norwegian research and development project «reDuCeVentilation» – Reduced energy use in Educational buildings with robust Demand-Controlled Ventilation. The presented solutionsare also suitable for office buildings

Demand-controlled ventilation – requirements and commissioning. Guidebook on well-functioning and energy-optimal DCV

The purpose of this guidebook is to help building owners to acquire well-functioning demand-controlled ventilation by applyingthe guidebook’s recommendations, as well as proper commissioning. Contractorsand property managers can use the guidebook to improve the quality of newsystems, while facility managers can use it for troubleshooting and maintenanceof existing ventilation systems. The guidebook results from the Norwegian research and development project «reDuCeVentilation» – Reduced energy use in Educational buildings with robust Demand-Controlled Ventilation. The presented solutionsare also suitable for office buildings

Gouvernance d’un projet de restructuration de réseau de transport public : étude basée sur le cas du futur réseau de transport public de la communauté d’agglomération de La Rochelle

Governance, or project management authority, groups, according to our definition, every actor who has weight in decision-making process. We can suppose that a modification of the governance organization would have consequences on the project process. In this mind, this Master thesis sheds light on the way of how a governance sets up, and its evolution throughout the duration of the project. The study bases on the example of the designing of the new public transport network of La Rochelle, for an entry into service by 2017. This example is very specific as the project emerges in a quite particular context: In the wake of an extension of the urban community perimeter, and the municipal polls, and on the eve of the transport operators' contractual deadlines.La gouvernance, ou instance de pilotage d’un projet, regroupe, selon notre définition, tous les acteurs ayant un poids dans la décision. Nous pouvons donc supposer qu’une modification du schéma de gouvernance aura des répercussions sur le déroulement du projet. Dans cette optique, ce mémoire apporte un éclairage sur la manière dont se met en place une gouvernance et sur son évolution tout au long du projet. L’étude se base sur le cas de la construction du nouveau réseau de transport public de la communauté d’agglomération de La Rochelle, pour une mise en œuvre à l’horizon 2017. Cet exemple est très spécifique puisque le projet émerge dans un contexte assez particulier : au lendemain d’un agrandissement de l’agglomération et des élections municipales, et à la veille des échéances contractuelles successives des opérateurs de transport

Kombination eines anaeroben Membranbioreaktors (AnMBR) mit Mikroalgenproduktion zur dezentralen Abwasserbehandlung

Most of the world’s inhabitants still do not have access to sanitation facilities, particularly in remote or poor regions. Consequently, efficient solutions for decentralized wastewater treatment are urgently needed. This study investigates the technical feasibility of the coupling of an anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) process with microalgae cultivation for decentralized domestic wastewater treatment. The results presented in this work are based on the 327-days operation of an 850-L AnMBR pilot-plant installed in a residential building in Hamburg, Germany, as well as on lab-scale and full-scale experiments conducted with the effluent of the AnMBR process (permeate) and with three microalgae species (Acutodesmus obliquus, Chlorella vulgaris and Chlorella sorokiniana). Over the eight main experimental phases of the AnMBR operation, chemical oxygen demand (COD) concentration in wastewater amounted to between 0.97 and 2.49 g∙L-1. Since between 86 % and 94 % of the COD was removed during the process, this showed a higher performance than other small decentralized wastewater treatment plants (WWTPs) and even competed with conventional German WWTPs. However, the organic loading rate, methane production and the hydraulic retention time were in the lower range of reported AnMBR-related values. This was due to a lower microorganism concentration in the reactor. Overall, 95 - 99 % of total nitrogen (TN) and 79 - 87 % of total phosphorus (TP) present in the wastewater were recovered in the permeate. During the lab-scale and full-scale experiments, the three microalgae species were able to assimilate the nutrients contained in the permeate and grow in this culture medium. Altogether, a similar performance to synthetic fertilizers was achieved. During the lab-scale experiments with Acutodesmus obliquus and Chlorella vulgaris, initial TN and TP concentrations were 64 - 115 mg∙L-1 and 7.1 - 14 mg∙L-1 respectively. During these experiments, a decrease of TN removal and biomass growth was punctually observed. This was due to a lack of iron in the permeate and could be easily counterbalanced by the supply of an iron salt and a chelating agent into the culture. Initial TN and TP concentrations were comparatively higher during the experiments conducted with Chlorella sorokiniana and ranged from 98 to 160 mg∙L-1 and 16 to 37 mg∙L-1 respectively. The reduced TN/TP ratio in the permeate led to an incomplete TP removal. For unfavorable TN/TP ratios, a solution leading to a complete TP removal must be implemented, such as the use of another microalgae species capable of adapting to low TN/TP ratios, pH increase or the use of iron or aluminum salts leading to TP precipitation. During the two full-scale experiments conducted with two flat panel photobioreactors in the fall and summer, ammonium and TP were completely removed. However, TN was totally assimilated only during the summer. The incomplete TN removal during the fall season was caused by the supply of flue gas containing NOx combined with a low irradiance making the assimilation of NOx by the microalgae impossible. Nutrient uptake was usually higher than and biomass production similar to the values for similar light conditions reported in the literature. Overall, the results related to nutrient removal during microalgae cultivation indicate that this new process can compete with conventional WWTPs. In this study, the technical feasibility of the combination of an AnMBR process and microalgae cultivation was proved. If the different processes, especially the cultivation and harvesting of microalgal biomass, are energetically optimized, this new technology will be an adequate solution to the need for efficient decentralized wastewater treatment technologies.Ein Großteil der Weltbevölkerung hat keinen Zugang zu sanitären Einrichtungen, insbesondere in abgelegenen oder armen Regionen. Daher sind effiziente Lösungen für dezentrale Abwasserbehandlung dringend erforderlich. Diese Studie untersucht die Machbarkeit der Kopplung eines anaeroben Membranbioreaktors (AnMBR) mit Mikroalgenkultivierung zur dezentralen häuslichen Abwasserbehandlung. Die vorgestellten Ergebnisse basieren auf einem 327-Tage langen Betrieb einer 850-L AnMBR Pilotanlage in einem Hamburger Wohnhaus, sowie auf Labor- und Full-Scale-Versuchen mit dem Ablauf des AnMBR Prozesses (Permeat) und drei Mikroalgenarten (Acutodesmus obliquus, Chlorella vulgaris und Chlorella sorokiniana). Während der acht Hauptversuchsphasen des AnMBR-Betriebs betrug der chemische Sauerstoffbedarf (COD) im Abwasser zwischen 0,97 und 2,49 g∙L-1. Mit einer Entfernung des COD zwischen 86 % und 94 % zeigte der Prozess eine höhere Leistung als dezentrale Kleinkläranlagen und kann diesbezüglich auch mit konventionellen deutschen Kläranlagen konkurrieren. Die Leistung bezüglich Raumbelastung, Methanproduktion und hydraulischer Verweilzeit war jedoch im unteren Bereich der Literaturwerte. Dies ist auf eine geringere Konzentration von Mikroorganismen im Reaktor zurückzuführen. Insgesamt wurden 95 - 99 % des gesamten Stickstoffs (TN) und 79 - 87 % des gesamten Phosphors (TP) im Permeat zurückgewonnen. Während der Labor- und Full-Scale-Versuche konnten die drei Mikroalgenarten die Nährstoffe erfolgreich aufnehmen und wachsen. Insgesamt wurde eine ähnliche Leistung wie bei synthetischen Düngemitteln erzielt. Während der Laborversuche mit Acutodesmus obliquus und Chlorella vulgaris lagen die TN- und TP-Konzentrationen zunächst bei 64 - 115 mg∙L-1 bzw. 7.1 - 14 mg∙L-1. Während dieser Experimente wurde zum Teil eine Senkung der TN-Entfernung und des Biomassewachstums durch Eisenmangel im Permeat beobachtet, was durch die Zufuhr eines Eisensalzes und eines Chelatbildners problemlos ausgeglichen werden konnte. Die anfänglichen TN- und TP-Konzentrationen während der Laborversuche mit Chlorella sorokiniana waren im Vergleich höher und betrugen 98 - 160 bzw. 16 - 37 mg∙L-1. Das reduzierte TN/TP-Verhältnis führte zu einer unvollständigen TP-Entfernung. Für ungünstige TN/TP-Verhältnisse sind daher entsprechende Konzepte nötig, wie z.B. die Verwendung einer anderen Mikroalgenart, die sich an niedrige TN/TP Verhältnisse anpassen kann, eine pH-Erhöhung oder die Verwendung von Eisen- oder Aluminiumsalzen um TP-Ausfällungen herbeizuführen. Bei zwei Full-Scale-Versuchen im Herbst und im Sommer mit zwei Flach-Photobioreaktoren wurden Ammonium und TP vollständig entfernt. Allerdings wurde TN nur während des Sommers vollständig aufgenommen. Eine unvollständige TN-Entfernung im Herbst wurde durch die Zufuhr von NOx-haltigem Rauchgas in Verbindung mit schlechten Lichtverhältnissen verursacht. Im Vergleich zu Literaturwerten für ähnliche Lichtverhältnisse war die Nährstoffaufnahme höher und die Biomasseproduktion ähnlich. Bezüglich der Nährstoffentfernung konnte der Prozess mit konventionellen Kläranlagen konkurrieren. In dieser Studie wurde die technische Machbarkeit der Kombination eines AnMBR-Verfahrens mit Mikroalgenkultivierung nachgewiesen. Wenn die verschiedenen Prozesse, insbesondere die Kultivierung und Ernte von Mikroalgenbiomasse, energetisch optimiert werden, wird diese neue Technologie eine adäquate Lösung für den Bedarf an effizienten dezentralen Abwasserbehandlungstechnologien werden

Experimental and numerical study of ventilative heating and cooling in low-energy buildings

Les bâtiments à très basse consommation d’énergie bénéficient d’une isolation thermique performante et d’une bonne étanchéité à l’air, souvent couplées à une conception bioclimatique du bâtiment. L’apport d’énergie nécessaire au chauffage et au rafraîchissement de l’ambiance s’en trouve considérablement réduit. Dans ce contexte, il devient possible d’utiliser l’air comme unique vecteur d’énergie, à des débits suffisamment faibles pour permettre son intégration dans le système de ventilation sanitaire, et avec un écart de température réduit entre l’air soufflé et l’ambiance. Une unité terminale de soufflage, ou diffuseur d’air, a alors pour rôle d’assurer un mélange optimal de l’air neuf avec l’air ambiant, de façon à obtenir une répartition homogène de température et de vitesse dans les pièces d’habitation, et un bon renouvellement de l’air intérieur. Ce travail de thèse propose une étude du confort thermique et de l’efficacité de ventilation dans une cellule climatique à échelle 1 en conditions contrôlées, dans le contexte d’utilisation d’un système combiné de ventilation, chauffage et rafraîchissement. Une stratégie de ventilation par mélange est mise en œuvre à l’aide d’un diffuseur d’air composé de douze buses lobées de géométrie complexe, et l’occupation est prise en compte par des mannequins cylindriques, qui constituent des sources de chaleur sensible et de dioxyde de carbone. La vitesse d’air, la concentration en CO2 ainsi que les températures d’air, de globe noir et des parois de la cellule sont suivies expérimentalement pour différentes conditions de soufflage d’air chaud et froid. Les mesures expérimentales sont complétées par des simulations numériques de mécanique des fluides (CFD), qui visent à caractériser l’écoulement dans la cellule. Cette approche fait intervenir une méthode de modélisation en deux temps afin d’intégrer correctement la géométrie complexe du diffuseur d’air dans les simulations. Des études paramétriques sont ensuite proposées pour des conditions non testées expérimentalement. Celles-ci visent à mettre en évidence l’impact des conditions de soufflage et des charges internes sur l’écoulement et sur le confort, pour les conditions spécifiques aux bâtiments à très basse consommation d’énergie.Low-energy buildings benefit from a good thermal insulation and air tightness, associated with a smart integration of the building in its environment. Consequently, the required power for heating and cooling of the building is reduced to a great extent. This allows the use of conditioned ventilation air as the only energy vector: the air is supplied into the rooms at a low-velocity and with a low temperature difference with the indoor air. Air terminal devices are used, whose aim is to provide a homogeneous distribution of temperature and velocity inside of the rooms, and an efficient disposal of the indoor air pollutants. In this prospect, the thermal comfort and ventilation effectiveness in a test room (scale 1) resulting from an integrated heating, cooling and ventilation system is assessed both experimentally and numerically. The air is supplied close to the ceiling through a wall-mounted diffuser of complex geometry composed of twelve lobed nozzles, and the occupancy is modeled by two cylindrical manikins releasing sensible heat and carbon dioxide. Experimentally, the air velocity, CO2 concentration, indoor air, wall and black globe temperatures are monitored in order to assess the Predicted Mean Vote and draught rate in the occupied zone as well as the ventilation efficiency. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are then performed in order to provide valuable information on the airflow patterns in the room. The air diffuser’s geometry being too complex for a direct simulation, a two-step modeling approach is adopted in order to take it into account in the simulations and to accurately represent the heat and mass transfers in the room. Furthermore, parametric studies are performed in order to investigate the influence of the supplying conditions and the internal heat gains on the airflow and on the resulting comfort, for particular conditions corresponding to those of low-energy buildings

Etude expérimentale et numérique du traitement des ambiances par le vecteur air dans les bâtiments à très basse consommation d'énergie

Low-energy buildings benefit from a good thermal insulation and air tightness, associated with a smart integration of the building in its environment. Consequently, the required power for heating and cooling of the building is reduced to a great extent. This allows the use of conditioned ventilation air as the only energy vector: the air is supplied into the rooms at a low-velocity and with a low temperature difference with the indoor air. Air terminal devices are used, whose aim is to provide a homogeneous distribution of temperature and velocity inside of the rooms, and an efficient disposal of the indoor air pollutants. In this prospect, the thermal comfort and ventilation effectiveness in a test room (scale 1) resulting from an integrated heating, cooling and ventilation system is assessed both experimentally and numerically. The air is supplied close to the ceiling through a wall-mounted diffuser of complex geometry composed of twelve lobed nozzles, and the occupancy is modeled by two cylindrical manikins releasing sensible heat and carbon dioxide. Experimentally, the air velocity, CO2 concentration, indoor air, wall and black globe temperatures are monitored in order to assess the Predicted Mean Vote and draught rate in the occupied zone as well as the ventilation efficiency. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are then performed in order to provide valuable information on the airflow patterns in the room. The air diffuser’s geometry being too complex for a direct simulation, a two-step modeling approach is adopted in order to take it into account in the simulations and to accurately represent the heat and mass transfers in the room. Furthermore, parametric studies are performed in order to investigate the influence of the supplying conditions and the internal heat gains on the airflow and on the resulting comfort, for particular conditions corresponding to those of low-energy buildings.Les bâtiments à très basse consommation d’énergie bénéficient d’une isolation thermique performante et d’une bonne étanchéité à l’air, souvent couplées à une conception bioclimatique du bâtiment. L’apport d’énergie nécessaire au chauffage et au rafraîchissement de l’ambiance s’en trouve considérablement réduit. Dans ce contexte, il devient possible d’utiliser l’air comme unique vecteur d’énergie, à des débits suffisamment faibles pour permettre son intégration dans le système de ventilation sanitaire, et avec un écart de température réduit entre l’air soufflé et l’ambiance. Une unité terminale de soufflage, ou diffuseur d’air, a alors pour rôle d’assurer un mélange optimal de l’air neuf avec l’air ambiant, de façon à obtenir une répartition homogène de température et de vitesse dans les pièces d’habitation, et un bon renouvellement de l’air intérieur. Ce travail de thèse propose une étude du confort thermique et de l’efficacité de ventilation dans une cellule climatique à échelle 1 en conditions contrôlées, dans le contexte d’utilisation d’un système combiné de ventilation, chauffage et rafraîchissement. Une stratégie de ventilation par mélange est mise en œuvre à l’aide d’un diffuseur d’air composé de douze buses lobées de géométrie complexe, et l’occupation est prise en compte par des mannequins cylindriques, qui constituent des sources de chaleur sensible et de dioxyde de carbone. La vitesse d’air, la concentration en CO2 ainsi que les températures d’air, de globe noir et des parois de la cellule sont suivies expérimentalement pour différentes conditions de soufflage d’air chaud et froid. Les mesures expérimentales sont complétées par des simulations numériques de mécanique des fluides (CFD), qui visent à caractériser l’écoulement dans la cellule. Cette approche fait intervenir une méthode de modélisation en deux temps afin d’intégrer correctement la géométrie complexe du diffuseur d’air dans les simulations. Des études paramétriques sont ensuite proposées pour des conditions non testées expérimentalement. Celles-ci visent à mettre en évidence l’impact des conditions de soufflage et des charges internes sur l’écoulement et sur le confort, pour les conditions spécifiques aux bâtiments à très basse consommation d’énergie

Étude de solvants à eutectique profond pour l'extraction de molécules à haute-valeur ajoutée issues de la biomasse ligno-cellulosique

Lignocellulosic biomass (wood, wastes, algae etc.) is one of the most important renewable carbon sources. Its valorisation into fuels, chemicals and materials can lead to climate change mitigation. Nevertheless, scientific challenges remain unravelled for efficient biomass valorisation in biorefineries. A new family of sustainable solvent, deep eutectic solvents (DESs) are promising option for biorefineries development: 1) High-added value compounds extraction after thermochemical conversion (HydroThermal Liquefaction, HTL) 2) Ligno-cellulosic biomass pre-treatment (delignification process). This work shows the efficiency of DESs to extract phenolic compounds (PCs) from various media using liquid-liquid extraction. Quantum chemistry calculation show that PCs have a stronger affinity with DESs than water. These results agree well with experimental study while DESs allow to extract more than 80 % of PCs from model oil. Moreover, DESs show higher efficiency in comparison with ionic liquid(5 times) and similar efficiency than conventional solvents used in liquid-liquid extraction. Nevertheless, DES appear to be ineffective for the PCs extraction from liquid products of beechwood hydrothermal conversion. Nonetheless, the used of acid-DESs such as Choline chloride: oxalic acid for biomass pre-treatment seems to be a promising application. 50 %wt delignification yield has been obtained during beechwood pre-treatment. A selective cleavage of lignin and hemicelluloses without affecting cellulose and with ether linkages preservation. This successful separation allows the valorisation of each component of biomass.La biomasse lignocellulosique (bois, déchets agricoles, algues etc.) est l'une des plus importantes sources de carbone renouvelable. Dans un contexte de raréfaction des ressources fossiles et de transition écologique, son utilisation comme source d'énergie, de matériaux biosourcés et de molécules à haute-valeur ajoutée est une voie en développement. Toutefois, de nombreux défis scientifiques subsistent pour permettre une valorisation efficace de cette biomasse et ainsi permettre l'émergence de bioraffineries. L'utilisation de nouveaux solvants à faible impact environnemental, comme les solvants à eutectique profond (SEPs) permet de répondre en partie à ces problématiques. Ces travaux montrent le potentiel des SEPs pour l'extraction des composés phénoliques (CPs) contenu dans une phase aqueuse. Les calculs basés sur la chimie quantique montrent que les CPs ont une plus grande affinité avec les SEPs par rapport à l'eau. Ces résultats sont confirmés à l'échelle macroscopique avec une extraction de plus de 80 % des CPs contenus dans des huiles modèles à l'aide des SEPs. Ces derniers possèdent une efficacité proche de certains solvants conventionnels et cinq fois supérieure à celle des liquides ioniques. Toutefois, ces travaux montrent que ces SEPs ont des difficultés à extraire les CPs présents dans les produits de conversion hydrothermale du bois. Au cours de ces travaux, une autre voie d'utilisation des SEPs a été étudiée : l'utilisation des SEPs acide tel que le chlorure de choline : acide oxalique comme solvant pour le prétraitement de la biomasse. Plus de 50 % de délignification est obtenue après optimisation du procédé. Le chlorure de chlorine : acide oxalique possède une aptitude à extraire préférentiellement les hémicelluloses et la lignine sans toucher à la cellulose. Ce clivage sélectif permet une valorisation individuelle de chaque constituant

Evaluation of a New System Combining Wood-Burning Stove, Flue Gas Heat Exchanger and Mechanical Ventilation with Heat Recovery in Highly-Insulated Houses

The performance of an innovative flue gas heat exchanger (FGHE) located at the exit of a wood-burning stove (log or pellet) to pre-heat ventilation air has been assessed for highly insulated detached houses. For this purpose, transient thermal simulations (TRNSYS + TRNFlow) were carried out on a Norwegian house typology (passive house standard NS3700) and a French house typology (building regulation RT2012) – both equipped with mechanical ventilation systems with heat recovery (MVHR). Seven different climates were considered ranging from mixed (Nice, France) to subarctic conditions (Karasjok, Norway) in order to evaluate the impact of the system in terms of energy use for space-heating and thermal comfort for a broad range of operating conditions. The tested system allowed an improvement of the thermal comfort in the bedrooms furthest away from the stove: up to 7.6 °C of the 5th percentile of the operative temperature (Top 5%) for France and up to 9.5 °C for Norway, compared to the houses without the system. Furthermore, energy savings of up to 19% over the space-heating season were reported, depending on the type of wood-burning stove (i.e. log or pellet) and control used during operation.© 2019 Elsevier B.V. All rights reserved. This is the authors' accepted and refereed manuscript to the article. Released with a Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives License. The final publication is available at https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.04.103acceptedVersio

Comment représenter les connaissances dans un générateur semi-automatique d'exercices d'auto-évaluation ?

National audienceLe générateur semi-automatique d'exercices interactifs d'auto- évaluation du projet CLAIRE permet à un auteur de créer un modèle d'exercices dont il maîtrise totalement le contenu. Ce modèle est ensuite instancié de manière automatique pour donner lieu à diﰁérentes versions de l'exercice correspondant toutes aux attentes de l'auteur. Chaque exer- cice dispose de connaissances permettant le diagnostic automatique de la réponse de l'apprenant. Les types d'exercices proposés (textes à trous, appariement, etc.) sont indépendants du domaine. Si l'auteur souhaite que ses exercices comportent des connaissances du domaine, il lui revient donc de les décrire dans le modèle d'exercices. Cet article discute de l'en- semble des connaissances manipulées dans le générateur d'exercices : les connaissances du domaine mais également les connaissances sur les types d'exercices et les connaissances liées au diagnostic de la réponse de l'ap- prenant. Pour chacune de ces familles de connaissances, nous étudions leur rôle, leur utilisation, s'il est intéressant de les expliciter, comment les représenter et comment faciliter leur création et leur usage par un auteur non-informaticien. Chacun de ces points amène à un ensemble de questions ouvertes