Energy design process of sustainable buildings

L'objectif de ce travail de thèse est de développer une méthodologie d'aide à la prise de décisions pour la conception énergétique de bâtiments durables. La méthodologie proposée est composée de : (1) une base de seize indicateurs caractérisant la performance énergétique du bâtiment, couvrant les trois dimensions du concept de la durabilité (aspects environnementaux, économiques et de confort des occupants) et suivant une approche de type cycle de vie ; (2) une méthode d'évaluation de ces indicateurs adaptée au niveau de précision de la connaissance du bâtiment dans les premières phases de projet ; (3) une logique de progression des décisions de conception donnée comme un modèle de répartition séquentielle des choix à effectuer à chaque phase de projet ; et (4) une base de connaissances d'éléments du bâtiment comprenant les données techniques, environnementales et économiques nécessaires pour la méthode d'évaluation. Cette méthodologie est destinée à être utilisée par la maîtrise d'œuvre d'un projet de construction, y compris architectes et bureaux d'études concernés par la performance énergétique, pour la conception de bâtiments de bureaux dans un contexte français. Un outil numérique d'évaluation a été mis en place comme une première application de la méthodologie proposée afin d'étudier ce qu'elle peut apporter au concepteur comme éléments d'aide à la prise de décisions. L'intérêt de la mise en œuvre de la méthodologie a été validé par divers cas d'étude à chaque stade du processus de conception : de la phase d'Esquisse à la phase d'Avant-Projet Détaillé. En particulier, l'intégration d'une façade double peau vitrée, dont l'impact sur la performance du bâtiment est encore peu maîtrisé, a été évaluée.The aim of this thesis work is the development of a decision-support methodology for the energy design of sustainable buildings. The proposed methodology consists of: (1) a set of sixteen indicators of energy performance, covering the three dimensions of the concept of sustainability (environmental, economic and user comfort aspects) and based on a whole life-cycle approach; (2) a framework for the calculation of these indicators, adapted to the level of knowledge and detail of buildings in the early design phases; (3) a decision making roadmap, proposed as a sequential model for structuring decision making throughout the design process; and (4) a knowledge base of building elements, compiling the necessary technical, environmental and economic data for evaluating energy performance. This methodology is aimed to assist architects and engineers who participate in the energy design of office buildings within a French context. An assessment tool has been developed as a first application of the proposed methodology in order to determine its contribution to the process of decision making. The methodology has been validated through various case studies at each stage of the design process: from the schematic design phase to the detailed design phase. In particular, the integration of a double skin facade, whose impact on building performance is still not fully understood, was assessed