Abhatoo - Centre Nationale de Documentation

Le bâtiment est l'un des secteurs les plus consommateurs d'énergie et producteurs de CO2 au monde. Au Maroc, ce secteur représente actuellement 33% de la consommation totale à l'échelle nationale. Le nouvel règlement thermique au Maroc vise à introduire des pratiques éco énergétiques dans ce secteur pour réduire ces consommations. En effet, dans la région méditerranéenne, l’architecture du bâtiment a un impact primordial sur sa performance énergétique et thermique. Par ailleurs, l’intégration des techniques passives et l’utilisation des matériaux locaux pourraient réduire considérablement la consommation d’énergie dans le secteur du bâtiment. C’est dans ce contexte où se situe cette thèse de Doctorat et dont l’objectif est d’évaluer la capacité de rafraîchissement de quelques techniques passives pour la protection solaire des toitures et de montrer l’importance de l’utilisation des matériaux naturels locaux dans le climat chaud et semi-aride de Marrakech.
En effet, trois techniques passives appliquées aux toitures pour le rafraîchissement des bâtiments sont testées dans des conditions climatiques réelles de la ville de Marrakech. Ces techniques, à savoir la peinture blanche, l'ombrage et l'isolation thermique, sont appliquées aux toitures de trois cellules test placées à l’extérieur. Les performances thermiques de ces techniques sont évaluées simultanément via un monitoring de 29 jours d’été de quatre cellules test identiques, dont une cellule test de référence à toit nu (sans traitement). Les mesures ont concerné la température de l'air à l'intérieur des cellules test, la température du plafond et la température de la surface extérieure du toit, ainsi que le flux de chaleur qui traverse le toit. De plus, tous les paramètres climatiques locaux ont été enregistrés au moyen d’une station météorologique installée à proximité des cellules test. Les résultats montrent que les techniques passives étudiées ont un impact significatif sur le flux de chaleur à travers le toit et par conséquent sur le plafond des cellules test (surface intérieure du toit) et la température de l'air intérieur. La toiture peinte en blanc a la performance thermique la plus élevée car elle abaisse la température du plafond jusqu'à 13°C par rapport à la cellule test de référence; alors que la réduction de cette température est inférieure à 9,9°C et 8,9°C respectivement pour le toit isolé thermiquement par 4 cm de polystyrène expansé et le toit ombragé. En outre, le toit peint en blanc réduit le flux de chaleur à travers le toit jusqu'à 66% par rapport à un toit nu.
Les cellules test à échelle réduit nous ont permis de comprendre le comportement thermique des techniques passives étudiées en été. Celles-ci ont été appliquées, par la suite, à la toiture d’un bâtiment réel pour évaluer la plus-value qu’apportent ces techniques. Ce bâtiment représente une salle de classe dont les murs sont construits en pisé stabilisé. L’objectif de cette étude est d’évaluer la capacité des murs massifs en pisé et des techniques passives intégrées au toit, à améliorer le comportement thermique et la performance énergétique du bâtiment avec et sans occupation. À cette fin, un suivi à long terme du bâtiment a été effectué en été et en hiver pour concevoir et valider un modèle numérique du bâtiment étudié sur le logiciel TRNSYS. Les résultats expérimentaux montrent que la température de l'air intérieur est remarquablement stable alors que l'amplitude de la température de l'air extérieur a atteint 20°C. Les charges annuelles de chauffage et de refroidissement du bâtiment réel sans occupation sont atténuées respectivement de 21% et 44% par rapport à un bâtiment de référence équivalent et dont les murs sont construits en parpaing. Les résultats montrent également que les techniques passives appliquées au toit du bâtiment permettent de réduire les heures d’inconfort thermique d’environ 7% par rapport à la configuration où le toit est nu. Ainsi, les consommations énergétiques sont réduites de 28%. Une comparaison entre les caractéristiques thermiques de l’enveloppe du bâtiment étudié et celles exigées par le Règlement Thermique de Construction Marocain a montré que le matériau de pisé, à grande inertie thermique, n’est pas pris en considération dans l’approche prescriptive du RTCM et qu’il est nécessaire de réaliser de vérifier sa conformité au RTCM par des simulations thermiques (approche performancielle)