Performance énergétique d'un mur solaire utilisant un stockage latent

With the spread of low-energy consumption in the buildings, the use of solar walls makes it possible to cover an increasingly important part of the heating demand of the buildings. However, to be able to industrialize and extend their development, it is important to be able to prefabricate them in factory in order to set them on site directly in the same way as carpentry window. Because of the need to store and delay the stored energy, conventional storage walls are massive and therefore limit the possibility of prefabrication.In this thesis, the effectiveness of a solar wall integrating phase change materials (PCM) in the storage wall will be studied. This wall will be lighter and must store as much energy as a heavy wall that stores only sensible energy due to the fact that this new wall stores sensible and latent energy. For this purpose, a cement mortar storage wall incorporating microcapsules of MCP was manufactured and characterized using inverse methods. A model of composite solar wall incorporating this storage wall was developed and compared to the results of experimentsconducted on a small-scale wall model. The performance of this solar wall integrated into a single house was then simulated and compared to that of a solar wall with concrete storage. The physical characteristics of the storage wall were finally studied with the aim of optimizing the efficiency of the solar wall in order to reduce the heating demand of the building while taking into account the comfort conditions of the occupants.Avec la généralisation des bâtiments basse consommation, l’utilisation de murs solaires permet de couvrir une part de plus en plus importante des besoins de chauffage des bâtiments. Cependant, pour pouvoir industrialiser et étendre leur développement, il serait souhaitable de pouvoir les préfabriquer en usine afin de les poser sur chantier de la même manière qu’une menuiserie. Du fait de la nécessité de stocker et de déphaser les apports, les murs stockeursclassiques sont massifs et imposants et par conséquent limite la possibilité de préfabrication.Dans cette thèse, l’efficacité d’un mur solaire intégrant des matériaux à changement de phase (MCP) dans la paroi stockeuse sera étudiée. Cette paroi se veut plus légère et se doit de stocker autant d’énergie qu’un mur lourd qui ne stocke lui que de l’énergie sous forme sensible du fait que cette nouvelle paroi stocke quant à elle de l’énergie sous forme sensible et latente. Pour cela, un mur stockeur en mortier ciment intégrant des microcapsules de MCP a étéfabriqué et caractérisé en utilisant des méthodes inverses. Un modèle de mur solaire composite intégrant cette paroi stockeuse a été développé et confronté aux résultats d’essais menés sur une maquette de mur à échelle réduite. Les performances de ce mur solaire intégré dans une maison individuelle ont ensuite été simulées et comparées à celles d’un mur solaire avec un stockage en béton. Les caractéristiques physiques du mur stockeur ont enfin été étudiéesdans le but d’optimiser l’efficacité du mur solaire afin de diminuer les besoins de chauffage du bâtiment tout en s’intéressant aux conditions de confort des occupants