Présentation
Auteur(s)
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Pierre MICHEL : Ingénieur de l’École nationale des travaux publics de l’État (ENTPE) - Habilité à diriger des recherches en sciences - Docteur en Génie civil - Chercheur au Laboratoire des sciences de l’habitat (ENTPE DGCB – URA CNRS 1652)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dire qu’un bâtiment, quel qu’il soit, est (ou devrait être) conçu pour ses occupants dépasse largement le simple truisme. Cette apparente évidence implique que la notion de bâtiment, qu’il s’agisse d’un habitat ou d’un immeuble non résidentiel, ne se limite pas au concept élémentaire de structure bâtie. Plusieurs finalités peuvent être identifiées pour un bâtiment, en relation directe ou indirecte avec les activités de ses occupants. La notion d’abri lui est communément et intuitivement associée, même si cette idée ne saurait en constituer l’unique destination.
La qualité des ambiances constitue clairement une justification essentielle du concept de bâtiment, de même qu’une préoccupation grandissante des occupants au regard du temps passé à l’intérieur des structures bâties. Le bâtiment doit donc modérer ou annihiler les contraintes de l’environnement extérieur : température extérieure, ensoleillement, précipitations, vent, bruit... Dans le même temps, les activités propres de l’occupant doivent être prises en compte pour garantir une ambiance conforme à ses attentes : élimination des odeurs et des polluants, gains internes de chaleur, bruits... La gestion automatisée et le suivi des ambiances dans le bâtiment, par l’intermédiaire de la Gestion Technique des Bâtiments (GTB), permettent précisément de mieux prendre en compte toutes ces caractéristiques. L’optimisation de la qualité des ambiances est donc, au même titre que la maîtrise des consommations énergétiques, l’un des apports principaux de la GTB.
Les techniques de conduite et de gestion retenues auront, en tout état de cause, une influence notable sur :
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le confort de l’occupant : amplitudes de variations, prise en compte des actions manuelles... ;
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les investissements en systèmes de contrôle (au sens large) : choix des capteurs, régulateurs, actionneurs... ;
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les consommations énergétiques résultantes ;
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les coûts de fonctionnement et de maintenance, liés en particulier à la durée de vie des équipements pilotés.
Cet article est complété par l’article Conduite des systèmes climatiques- De la régulation à la gestion « Conduite des systèmes climatiques. De la régulation à la gestion ».
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Contexte et enjeux3. Éléments d’une chaîne de régulation
3.1 Capteurs
Un capteur, fournissant les informations nécessaires au régulateur pour la définition d’une grandeur de réglage, est constitué d’un élément sensible (détecteur), réagissant à la variation de la grandeur physique mesurée, et d’un élément transformateur (convertisseur) délivrant un signal pouvant être communiqué au régulateur par l’intermédiaire d’un support de communication. Ce signal, le plus souvent électrique, peut être analogique ou numérique [21]Introduction à la logique floue. .
Plusieurs caractéristiques importantes du capteur conditionnent la qualité de la mesure en même temps que le coût de l’organe : sensibilité, linéarité, hystérésis, justesse, fidélité, temps de réponse, fiabilité, représentativité. Les caractéristiques et les contraintes de maintenance du système à réguler et de sa boucle de régulation sont également déterminantes dans le choix des capteurs (inertie du système, performances attendues, robustesse...).
Les capteurs introduits dans une chaîne de régulation d’une installation climatique servent à mesurer :
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des grandeurs réglées, des grandeurs perturbatrices et des variables d’état, dont les valeurs mesurées sont alors exploitées dans des boucles de régulation : température d’air intérieure ou extérieure, vitesse de vent, état d’un registre... ;
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des grandeurs de contrôle, des grandeurs de gestion et des variables d’état, dont les valeurs mesurées permettent d’évaluer le fonctionnement correct du bâtiment et de ses installations climatiques : débit d’eau chaude, pression de vapeur, témoin de flamme...
La température...
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