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Auteur(s)
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Gérard Guarracino : Directeur du Laboratoire des Sciences de l’Habitat Département Génie civil et BâtimentÉcole Nationale des Travaux Publics de l’État (ENTPE)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’évolution de l’humanité est fortement liée au développement des ressources énergétiques, traduite par une augmentation quasi exponentielle de la consommation énergétique mondiale, celle-ci dépendante de la croissance du PIB jusqu’à la première crise pétrolière en 1974.
Depuis le début des années 1980, les contraintes liées à I’utilisation rationnelle de l’énergie ont conduit à l’optimisation des systèmes énergétiques. À cela s’ajoutent les exigences écologiques et de développement durable apparues au début de la décennie 1990.
Le domaine du génie énergétique est donc un composant important du champ scientifique de l’ingénieur. Le renchérissement du coût de l’énergie, la complexité technique croissante et la multiplication des problèmes instationnaires ont en effet donné une importance particulière au traitement de la thermique du bâtiment. Faut-il rappeler que le secteur du bâtiment est le plus gros consommateur d’énergie en France avec 45 %, en moyenne, de la consommation totale.
L’objectif de la rubrique est de contribuer à l’analyse des phénomènes et aux choix du formalisme mathématique adapté, domaine d’excellence de l’ingénieur.
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2. Utilisation rationnelle de l’énergie
La problématique de l’utilisation rationnelle de l’énergie est de maîtriser en particulier le coût d’exploitation d’un bâtiment malgré une certaine augmentation, dans le futur, du prix de l’énergie utilisée et de contribuer à une réduction des émissions de polluants.
En remontant la machine du temps, la progression est saisissante, tout en conservant la dualité entre l’évolution technologique et les contraintes écono-miques ou environnementales :
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émergence de la science de la Thermique entre 1770 et 1830, en raison des contraintes de chauffage avec accroissement des besoins et diminution des disponibilités du bois de chauffage ;
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apparition de nouveaux procédés techniques, conduite d’eau chaude en Grande-Bretagne, ou de nouveaux procédés théoriques, apports théoriques de Fourier en France ;
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passage de la technique à la science grâce aux ingénieurs à la fin de la période de la Restauration par l’amélioration du rendement des fours, l’apparition du gaz d’éclairage et le développement des réseaux.
Plus proche de la période contemporaine, la genèse de l’utilisation des techniques solaires appliquées au bâtiment est révélatrice de la dualité évoquée précédemment.
En effet, sur la base de phénomènes physiques connus depuis plus d’un siècle, l’effet de serre pour les usages thermiques et la conversion photovoltaïque de l’énergie solaire pour la production électrique sont à l’origine de la conception de systèmes énergétiques adaptés à certaines fonctions du bâtiment. Mais leur développement est étroitement lié au contexte global technique et économique national et international. Les programmes de développement initiés au cours de la décennie 1970, amplifiés au début de la décennie suivante avec, en particulier la création du Commissariat à l’Énergie Solaire (1982) ont été très sensiblement réduits à partir de 1986. Plus généralement, il en a été de même avec les techniques de la maîtrise de l’énergie dans le bâtiment.
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