Offre de thèse
MC-BAT: Monte Carlo pour la performance énergétique des BATiments
Date limite de candidature
16-06-2024
Date de début de contrat
01-10-2024
Directeur de thèse
FARGES Olivier
Encadrement
L'encadrement est assuré conjointement par Olivier Farges, Directeur de thèse (UL-LEMTA), Mouna El Hafi, Codirectrice de thèse (RAPSODEE-LAPLACE) et Fadi Lahlou et Benjamin Riou (CSTB). le projet doctoral comporte une partie expérimentale qui sera pour l'essentiel réalisé sur la plateforme expérimentale du CSTB. En conséquence, si la thèse est basée à Nancy, quelques périodes de présence prolongées à Champs-sur-Marne, sur le site du CSTB sont prévues ainsi qu'au laboratoire LAPLACE de Toulouse en début de thèse.25704
Type de contrat
école doctorale
équipe
Groupe Vecteurs Énergétiquescontexte
Le domaine du bâtiment, en tant que contributeur majeur aux émissions de CO2, offre un potentiel important de réduction grâce à la généralisation de constructions sobres et de rénovations, des éléments essentiels pour la transition énergétique. La garantie d'une performance énergétique satisfaisante passe par une conception adaptée et par une exigence forte sur la qualité de construction du bâtiment achevé. Il est crucial de développer des méthodes pour évaluer de manière objective la performance énergétique des ouvrages construits. Le projet doctoral a pour principal objectif d'établir une chaîne de simulation rapide (en dessous de la minute) générant des images infrarouges synthétiques de bâtiments, prenant en compte le transfert de chaleur transitoire en 3D à toutes les échelles internes. Les simulations seront accélérées par l'estimation préalable des sensibilités non linéaires par rapport aux propriétés thermophysiques de l'enveloppe du bâtiment. L'utilisation de méthodes statistiques, notamment la méthode de Monte Carlo, se démarque des approches déterministes en évitant les simplifications géométriques et phénoménologiques. Ainsi, un bâtiment entier peut être modélisé dans toute sa complexité avec une prise en compte fine des ponts thermiques et du couplage avec les données météorologiques. Cette chaîne sera utilisée par les ingénieurs du CSTB pour améliorer la précision des diagnostics thermiques des bâtiments neufs existants, avec un objectif secondaire d'explorer le couplage du transfert de chaleur avec les modèles d'humidité.spécialité
Énergie et Mécaniquelaboratoire
LEMTA – Laboratoire Energies & Mécanique Théorique et Appliquée
Mots clés
Modélisation multi-physique multi-échelle, thermique du bâtiment, inversion
Détail de l'offre
L'objectif porte sur la mise en place d'une chaîne de simulation rapide produisant des images infrarouges synthétiques de bâtiments, en tenant compte du transfert de chaleur transitoire multi-échelle en 3D dans le bâtiment. Cette chaîne sera utilisée par les ingénieurs du CSTB pour remplacer les modèles simplifiés utilisés actuellement dans les algorithmes d'inversion pour le diagnostic des propriétés thermiques d'un bâtiment existant. Un objectif secondaire portera sur l'exploration du couplage du transfert de chaleur avec les modèles d'humidité.
Keywords
Multi-physical multi-scale modeling, thermal performance of buildings, inversion
Subject details
The project's goal is to establish a rapid simulation chain that produces synthetic infrared images of buildings, taking into account multi-scale transient heat transfer in 3D. This simulation chain will be used by engineers at CSTB to replace the simplified models currently used in inversion algorithms for diagnosing the thermal properties of an existing building. A secondary objective will focus on exploring the coupling of heat transfer with moisture models.
Profil du candidat
Ecole d'ingénieur, Master de recherche, échanges thermiques ou génie énergétique, appétence pour la programmation et l'expérimental.
Pour toute thèse proposée au sein de l'Ecole Doctorale, le futur doctorant devra bien être titulaire d'un master (diplôme de master ou d'ingénieur français ou étranger, …) avec au moins une mention AB.
Dans tous les cas (diplôme de master ou d'ingénieur français ou étranger, …) le dossier doit comporter :
• le CV du candidat et lettre de motivation
• les notes obtenues au diplôme conférant le grade de master, mention 'Assez Bien' requise au minimum et copie du diplôme s'il est disponible
• 2 lettres de recommandations émanant du Responsable de la filière de formation et du tuteur de stage de fin d'études
• des éléments tangibles sur l'initiation à la recherche (mémoire de recherche, publication, ...).
Le dossier complet de candidature doit être envoyé à la direction de thèse par les adresses messageries du directeur de thèse : olivier.farges@univ-lorraine.fr
Candidate profile
Engineering school, Research Master's degree, thermal exchanges or energy engineering, aptitude for programming and experimental work.
All applicants to the Doctoral School SIMPPÉ must have successfully completed a Master degree or its equivalent with a grade comparable to or better than the French grade AB (corresponding roughly to the upper half of a graduating class). In all cases (French or foreign Master degree, engineering degree, etc.) the counsel of the doctoral school will examine the candidate's dossier, which must include:
• CV and letter of motivation
• the grades obtained for the Master (or equivalent) degree and a copy of the diploma if it is available
• 2 letters of recommendation, preferably from the director of the Master program and the supervisor of the candidate's research project
• written material (publications, Master thesis or report, etc.) related to the candidate's research project.
The complete application file must be sent to the thesis supervisor by email : olivier.farges@univ-lorraine.fr
Référence biblio
[1] T. Villemin et al. «Monte Carlo prediction of the energy performance of a photovoltaic panel using detailed meteorological input data».International Journal of Thermal Sciences, 2024, 195, pp.108672.10.1016/j.ijthermalsci.2023.108672
[2] M. Kac «On Some Connections between Probability Theory and Differential and Integral Equations». In: Proc. 2nd Berkeley Symp. Math. Stat. and Prob. 65.189-215 (1951).
[3] N. Villefranque et al. «The “teapot in a city”: A paradigm shift in urban climate modeling» In: Science Advances 8.27 (2022). 10.1126/sciadv.abp8934.
[4] V. Gattepaille. «Modèles multi-échelles de photobioréacteurs solaires et méthode de Monte Carlo». Thèse. Université Clermont Auvergne, 2020.
[5]T. Villemin, A. Royer, O. Farges, G. Parent et R. Claverie. «Simulation of a rooftop pho-
tovoltaic system : a focus on energy performance of the building». In : Proceedings of the 17th
International Heat Transfer Conference, IHTC-17, Cape Town, South Africa. 2023.
[6] L. Penazzi. «Construction d'une fonction de transfert par la méthode Monte Carlo Symbolique : application à la thermique couplée en géométries complexes» Thèse. Ecole des Mines d'Albi-Carmaux, Dec. 2020.