L’objectif des travaux est de développer des méthodes d’optimisation et d’analyse exergétique appliqués à différents types de systèmes : bâtiments, procédés de valorisation thermochimiques, etc. En effet, l'efficacité énergétique est un outil puissant et rentable pour la réalisation d'un futur énergétique durable car son amélioration devrait permettre de réduire le besoin d'investissements dans les infrastructures d'énergie, de réduire les coûts de carburant, d’accroître la compétitivité, d’améliorer le bien-être des consommateurs et de réduire les émissions de gaz à effet de serre et la pollution atmosphérique locale (rapport IEA). L’application au bâtiment qui est responsable de 25% des émissions de CO2 et de 42% de la consommation d’énergie finale en France (données ADEME) semble prometteuse pour améliorer l’efficacité globale des édifices de sorte que ceux-ci fournissent le maximum de prestation et de confort pour la consommation la plus faible possible diminuant ainsi les émissions polluantes.
Les travaux développés au LERMAB sont basés sur le développement de modèles et d’outils de calcul allant des réponses analytiques aux solutions par simulations numériques directes dont l’objet est l’intensification des procédés de transfert de chaleur et de masse et l’optimisation des systèmes énergétique avec, pour ce dernier volet, l’utilisation de la méthode des Bond Graphs et de l’analyse exergétique. L’objectif de ce projet est la prédiction du comportement thermique dynamique de l’hyper-bâtiment (enveloppe, équipements de production/distribution/consommation d’énergie, environnement intérieur/extérieur, occupants) afin de concevoir des solutions globales permettant une efficacité énergétique optimale. Une première application de ces modèles à un bâtiment mono-zone et une estimation de la température intérieure et des charges de chauffage ont été effectuées afin de vérifier nos modèles Bond Graphs en les comparant aux résultats obtenus avec TRNSYS. La procédure de validation a montré une très bonne concordance entre les résultats des simulations avec Bond Graphs et TRNSYS et également avec les données expérimentales. Dans cet objectif, le laboratoire a mis en place une plateforme technologique (ENERBAT) destinée à expérimenter le concept du couplage optimal entre l’enveloppe et un système de tri-génération d’énergie (électricité/Chaleur/froid) à ressource énergétique hybride (fossile/renouvelable). Le recrutement en 2010 de Mohamed EL GANAOUI (Pr) avec ses apports de connaissances en transferts thermiques et modélisation devra permettre à terme de créer un lien fort entre les différentes activités de l’axe.
Dans le même souci d’amélioration de l’efficacité énergétique, nous sommes impliqués depuis janvier 2011 dans un programme ANR-EESI dont l’objet est de développer les « chemins » énergétiques pour la récupération d’énergie dans les systèmes industriels. Le travail réalisé par le LERMAB est en relation directe avec la plateforme ENERBAT où le froid est produit par une machine adsorption fonctionnant sur fluide caloporteur chaud issue des capteurs solaires ou du cogénérateur (via le ballon de stratification).