Théorie et recherche en sciences physiques :édification soutenable

Langue
d'enseignement

Français
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Thèmes abordés

Cette unité d’enseignement interroge la manière dont les aspects constructifs et ceux liés aux ambiances peuvent contribuer à « faire architecture » et à soutenir le confort et le bien-être des occupants et l’utilisation rationnelle des ressources dans une démarche holistique d’architecture durable.
S’inscrivant dans une volonté d’amélioration continue des édifications, elle vise l'acquisition de connaissances et de compétences liées à

• la conception technologique des ouvrages d’architecture,
• l’évaluation et la maîtrise de leur impact sur l’environnement intérieur, le confort et bien être des occupants, et l’environnement au sens large,
• l’élaboration de connaissances nouvelles porteuses de conceptions architecturales plus soutenables.

Partant d’une analyse critique des pratiques traditionnelles et actuelles, elle amène l’étudiant à structurer des propositions de recherches nouvelles dans un des sous-domaines concernés.
A ce titre, elle aborde les contenus suivants:

• les ambiances physiques (thermique, lumineuse et qualité d’air), le confort et le bien-être ;
• les stratégies de conception spatiales et technologiques de contrôle du climat intérieur (chauffage, refroidissement, ventilation, éclairage), en ce compris les aspects réglementaires et de dimensionnement ;
• l’intégration architecturale des réseaux techniques de distribution (eau, égouttage, électricité, personnes…) ;
• la gestion passive des risques d’incendie (compartimentage, chemin de fuite…)
• les flux de matières et d’énergies engendrés par la conception, la mise en œuvre, la rénovation, et la déconstruction des édifices, en ce compris les méthodes d’évaluation de ces flux et de leurs impacts environnementaux ;
• la mise en pratique des méthodes d’analyse des bâtiments, y inclus les méthodes de monitoring, survey, analyse des données, et l’utilisation des outils de modélisation numérique et d’évaluation environnementale.
• la démarche générale de recherche et les méthodes de recherches utilisées à des fins de production de savoirs nouveaux en lien avec ces contenus ;

Le cours prépare à un TFE Recherche orienté sciences appliquées, et à l’intégration des dimensions techniques et des impacts environnementaux de l’acte de bâtir dans les TFE projet.

Contenu

L'enseignement de ce cours se base sur les contenus suivants:

• Méthodes de recherche
• Analyse Climatique et Psychrometrie
• Confort et bien-être
• Lumiere naturelle et artificielle
• Stratégies et techniques de ventilation
• Chauffage et refroidissement
• Electricité dans les bâtiments
• Life cycle assessment - Material flow analysis
• Performance énergétique
• Systèmes actifs pour l'énergie solaire
• Eau et système incendie

Méthodes d'enseignement

Cours ex-cathedra, workshops et seminaires. 

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

L’évaluation du cours se sur deux délivrables:

1. Un journal de réflexion (individuel, 20%)
2. Une proposition de recherche (individuel, 80%)

Autres infos

Globalement, les etudiants sont évalué.e.s selon les critères suivants:

• Présenter l’information clairement, d’une manière adéquate et concise, annotée où nécessaire, avec un contenu explicite, et référencée déontologiquement;
• Evaluer votre travail et y réfléchir d’une manière critique en identifiant vos besoins spécifiques d’apprentissage;
• Démontrer votre savoir et compréhension des principes et stratégies de physique environnementale et architecturale (thermique, éclairage et qualité de l’air) et comment leur design holistique et leur contrôle peuvent influencer le confort humain, la santé et le bien-être;
• Démontrer votre savoir et compréhension des systèmes actifs et passifs (e.g. chauffage, refroidissement, éclairage, et ventilation) de même que des techniques spéciales (e.g. eau, drainage, électricité, feu, etc.) et leur intégration dans le design architectural et les normes, en suivant une approche soutenable et circulaire concernant l’énergie et les flux de matériaux.
• Développer des propositions de recherche cohérentes et originales, en reconnaissant les priorités et les pistes de développement dans le domaine des sciences physiques, en utilisant des méthodes de recherches adéquates et rigoureuses.

Ressources
en ligne

On-Line Resources
Energie plus: https://energieplus-lesite.be/
Weather Data: https://energyplus.net/weather
ARUP Drivers of Change: https://www.arup.com/perspectives/publications/research/section/drivers-of-change
WELL v2.0: https://v2.wellcertified.com/
EPiC database and resource hub: http://www.epicdatabase.com.au/
Software Download
Climate Consultant 6.0: https://energy-design-tools.sbse.org/
CBE Clima Tool : https://clima.cbe.berkeley.edu/ 
CBE Thermal Comfort Tool: https://comfort.cbe.berkeley.edu/
Climate Studio: https://www.solemma.com/climatestudio
VELUX Daylight Visualizer: https://www.velux.com/what-we-do/digital-tools/daylight-visualizer
DIAL+: https://www.dialplus.ch/
Ladybug tools for Rhino and Grasshopper : https://www.ladybug.tools/

Bibliographie

Recommended readings
Research methods

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• Naoum, S. G. (2013) Dissertation research & writing for construction students, Third ed., Routledge, New York.
• Silverman, D. (2016) Qualitative research, Fourth ed., Sage, Los Angeles.
• Yin, R. K. (2018) Case study research and applications: design and methods, Sixth ed., SAGE, Los Angeles.

Environmental design principles

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• Rheinhart, C. (2015) Daylighting Handbook I and II. http://www.daylightinghandbook.com
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Other references

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• Williamson, T. J. et al (2002). Understanding Sustainable Architecture. Taylor & Francis: London.

Faculté ou entité
en charge

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