Numerical modelling of a hemp concrete wall

In a global warming context associated to the abuse of energy consumption, actual researches focus more and more on reducing energy costs in the building sector. This target could be achieved by using innovative building materials, such as hemp concrete, due to its positive impacts on thermal and environmental levels. The aim of this work is to carry out a numerical study of a hemp concrete wall subjected to several indoor and outdoor conditions of temperature and relative humidity using the program object oriented SPARK. The hygrothermal behaviour of the wall is investigated taking into account heat and moisture transfer within the wall as well as hysteresis phenomenon between the sorption and desorption curves and their temperature dependency

Mechanical and thermal characterization of a beet pulp-starch composite for building applications

This work shows the making of a new bio-based material for building insulation from sugar beet pulp and potato starch. The material is both lightweight and ecofriendly. The influence of starch/ sugar beet pulp ratio (S/BP) is studied. Four binder mass dosages are considered, 10, 20, 30 and 40% (relative to the beet pulp). Samples are characterized in terms of absolute and bulk density, compressive and flexural strength, as well as thermal properties (thermal conductivity and thermal inertia). The compressive strength increases linearly with the S/BP mass ratio to reach 0.52 MPa and the compressive strain is 30%. The thermal conductivity is to around 0.070 W/m. K. The results obtained shows that increasing starch amount tends to decrease composite porosity but increases thermal conductivity and mechanical properties. Depending on the starch content, beet pulp composites have a good thermal and can be used as building materials

Hygric behaviour of a clay-Typha bio-based material for building

This study deals with the impact of the amount and granulates type of Typha Australis on the hygric performance of building material based on clay. Three compositions are tested: Two of them have the same proportion of granulate but differ by their morphology (transversal or longitudinal cut of the plant). The third composition contains less Typha granulates resulting from the transversal cut. Hygric properties are experimentally, such as permeability, sorption isotherms, and moisture buffering value. Results show an influence of the Typha granulate and its volume content on the hygrothermal properties of the material due to the porosity

Numerical study and design of a dew point evaporative cooler for buildings

Refreshing air remains a crucial problem in warm climates where electricity consumption for air conditioning has become excessive and irrational for several years, notably in Algeria. Research in this field is increasingly oriented towards new techniques that can reduce costs and environmental impacts. Among these techniques, the evaporative dew point cooling technology is the most promising as it can cool outdoor air to temperatures below its wet bulb temperature. The aim of this work is to model and design a dew point cooler for french and algerian climates. This model is used to study the effect of the cooler parameters such as its length, water temperature and working air ratio on its cooling effectiveness and supply temperature

Étude du potentiel de rafraîchissement d'un système évaporatif à désorption avec régénération solaire

The development of air-conditioning, which is in particular related to increased living standards, leads to an increase in power consumption with a negative impact on environment. Thus, it is urgent to find alternatives to traditional air-conditioning equipment. If the optimization of architecture design allows a clear improvement of comfort conditions, it can be incompatible with architects needs or it reaches its limits during heat waves. In this case, the concept of evaporative cooling coupled with solar energy constitutes a reliable and tested alternative, which contributes to the safeguarding of the environment.In our work, we study the cooling potential of a solar desiccant evaporative system. This system called "desiccant cooling" reduces electrical consumption and uses solar energy which is a clean and free energy.Firstly we present several technologies related to this system and we describe its components. Then we describe the development of a simulation model for the whole system. This model was implemented in the modular environment SimSPARK, which is adapted to highly non-linear equations. Simulations were used to study the interaction between the system, building and climate. Seasonal simulations were carried for several French cities and they showed the importance of night ventilation strategy in reducing system primary energy requirements. It is shown that the system is suited to regions where humidity ratio does not exceed 16g/kg of dry air. Finally we compare simulation results to the experimentation. The latter was carried out in Chambéry at the “maison des energies” which is equipped with the first system of this kind in France.Le développement de la climatisation lié notamment à l'amélioration des conditions de vie entraîne l'augmentation de la consommation énergétique avec tous ses effets néfastes sur l'environnement. Il est donc urgent de trouver des alternatives viables à la climatisation traditionnelle. Si l'optimisation de la conception architecturale permet une nette amélioration des conditions de confort, elle peut s'avérer incompatible avec les besoins des architectes ou elle atteint ses limites pendant les périodes de canicule. Dans ce cas, le concept de rafraîchissement évaporatif couplé à l'énergie solaire constitue une alternative fiable et éprouvée qui contribue à la préservation de l'environnement.Notre travail concerne l'étude du potentiel de rafraîchissement d'un système évaporatif par désorption couplé à une installation solaire. Ce système appelé « desiccant cooling » permet de réduire les consommations électriques et utilise l'énergie solaire qui est une énergie propre et gratuite.la première partie de ce document est consacrée à l'étude des différentes technologies liées à ce système et à la description des différents composants en vue d'optimiser les choix pour la réalisation d'une installation expérimentale.La deuxième partie est consacrée au développement d'un modèle de l'installation dessicante solaire. Ce modèle a été implémenté dans l'environnement modulaire SimSPARK, adapté à la résolution des systèmes d'équations non linéaires. Les simulations réalisées avec cet environnement ont permis d'étudier l'interaction système – bâtiment – climat. Les simulations saisonnières effectuées pour différentes villes françaises ont montré l'importance de la ventilation nocturne couplée à l'humidification pour réduire les besoins du système en énergie primaire. De plus, il s'est avéré que le système est adapté aux régions où l'humidité absolue dépasse rarement le seuil de 16g/kg d'air sec. Enfin, la dernière partie de ce document confronte les résultats des simulations avec l'expérimentation in situ réalisée au sein de la première installation de ce type en France à la maison des énergies à Chambéry

Etude du potentiel de rafraîchissement d'un sytème évaporatif à désorption avec régénération solaire

Le développement de la climatisation lié notamment à l amélioration des conditions de vie entraîne l augmentation de la consommation énergétique avec tous ses effets néfastes sur l environnement. Il est donc urgent de trouver des alternatives viables à la climatisation traditionnelle. Si l optimisation de la conception architecturale permet une nette amélioration des conditions de confort, elle peut s avérer incompatible avec les besoins des architectes ou elle atteint ses limites pendant les périodes de canicule. Dans ce cas, le concept de rafraîchissement évaporatif couplé à l énergie solaire constitue une alternative fiable et éprouvée qui contribue à la préservation de l'environnement. Notre travail concerne l étude du potentiel de rafraîchissement d un système évaporatif par désorption couplé à une installation solaire. Ce système appelé desiccant cooling permet de réduire les consommations électriques et utilise l énergie solaire qui est une énergie propre et gratuite. La première partie de ce document est consacrée à l étude des différentes technologies liées à ce système et à la description des différents composants en vue d optimiser les choix pour la réalisation d une installation expérimentale. La deuxième partie est consacrée au développement d un modèle de l installation dessiccante solaire. Ce modèle a été implémenté dans l environnement modulaire SimSPARK, adapté à la résolution des systèmes d équations non linéaires. Les simulations réalisées avec cet environnement ont permis d étudier l interaction système bâtiment climat. Les simulations saisonnières effectuées pour différentes villes françaises ont montré l importance de la ventilation nocturne couplée à l humidification pour réduire les besoins du système en énergie primaire. De plus, il s est avéré que le système est adapté aux régions où l humidité absolue dépasse rarement le seuil de 16g/kg d air sec. Enfin, la dernière partie de ce document confronte les résultats des simulations avec l expérimentation in situ réalisée au sein de la première installation de ce type en France à la maison des énergies à Chambéry.LA ROCHELLE-BU (173002101) / SudocSudocFranceF

Parametric analysis of a desiccant cooling system: effect of hygrothermal interactions with building envelope - Part 1

n.a

Monitoring of a Hemp Lime External Building Insulation

In a context of promoting energy efficiency, building sector has undergone a notable evolution towards innovative construction insulation materials such as hemp concrete, in order to reduce buildings energy bills and environmental impact. Hemp-Concrete finds application as internal or external thermal insulator in wooden frame walls. In that context, a French building in Grand-Est region, employing Hemp-Concrete as an external insulator is selected and studied. An apartment is monitored for several months. Indoor temperatures, and relative humidities as well as external weather conditions are measured using sensors installed inside the apartment and a weather station placed at the building roof. Indoor comfort analysis shows satisfactory results according to ASHREA standards. Experimental approach is then coupled with a numerical validation at room scale using SPARK simulation tool. Investigations are conducted on indoor office air temperature and relative humidity. Results show a good agreement between numerical values and experimental measurements