Analyse et modélisation énergétique d’un bâtiment tertiaire sous conditions microclimatiques réelles

Innover pour accroître les performances constructives et assumer les enjeux de la préservation énergétique et du développement durable : C'est le  défi qui mobilise l’ESTP et son réseau de partenaires publics et privés. L’Institut de Recherche de l’ESTP a ainsi été créé en 2009. Il regroupe les personnels de recherche et les laboratoires des campus ESTP de Cachan, Dijon et de Troyes. L’Institut de recherche a été évalué pour la première fois par l’AERES en 2014. Depuis 2016, il est laboratoire d’accueil de l’École Doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (SIE) de l’Université Paris-Est (UPE).

Grâce à un ancrage au cœur des politiques territoriales parallèlement à un objectif de développement international, l’Institut de Recherche vise à acquérir une dimension qui lui permettra de se positionner au cœur d’un réseau académique fort, de répondre aux besoins d’innovation du secteur et de devenir pour l’école un vecteur de croissance par le biais de la recherche appliquée.

Contexte général :

Le campus de l’ESTP à Cachan fait l’objet d’une instrumentation destinée à mieux comprendre l’effet des microclimats locaux sur le comportement thermique des bâtiments tertiaires.
Ces microclimats, influencés par la morphologie urbaine, la végétation, l’exposition et les matériaux, affectent directement les températures intérieures, les besoins énergétiques et le confort des occupants. Un réseau de capteurs (température, humidité, CO₂, flux d’air, microclimat extérieur…) fournit désormais un volume important de données permettant d’évaluer la réponse réelle du bâtiment. Ces données ouvrent la voie à une modélisation énergétique fine et à une validation rigoureuse par simulation dynamique.

Objectifs :

Afin de tirer pleinement parti des mesures déjà disponibles et de comprendre précisément l’influence des conditions extérieures sur le bâtiment étudié, le stage s’articule autour des objectifs suivants

1.Traitement et analyse des données expérimentales

• Extraction et structuration des données issues des capteurs intérieurs et extérieurs.
• Nettoyage, détection des anomalies, et pré-traitement statistique.
• Analyse temporelle et corrélations entre microclimat extérieur et comportement intérieur.
• Identification de périodes caractéristiques (journées chaudes / froides / instables).

2. Développement d’un modèle énergétique du bâtiment sous TRNSYS

• Modélisation géométrique du bâtiment.
• Intégration des propriétés des matériaux, charges internes et scénarios d’usage.
• Génération d’un fichier météo « microclimatique » à partir des mesures réelles.

3. Validation du modèle

• Simulation du comportement thermique du bâtiment.
• Calibration du modèle et identification des paramètres sensibles.
• Comparaison entre les résultats expérimentaux et numériques.

4. Analyse et recommandations

• Évaluation de l’impact du microclimat local sur les températures et le confort.
• Effets potentiels sur les besoins énergétiques (chauffage, refroidissement).
• Propositions d’amélioration ou pistes pour un futur démonstrateur.

Le candidat recherché est un étudiant en Master 2 ou en dernière année d’école d’ingénieur, spécialisé en thermique, génie urbain ou environnement. Il possède des compétences en instrumentation, ainsi qu’en modélisation numérique (MATLAB, Python) et en analyse statistique des données expérimentales. Des notions en confort thermique et qualité de l’air seront en plus.