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Proposition d'un processus et d'outils pour industrialiser la rénovation énergétique des bâtiments

Débutée le : 01/10/2009 Soutenue le : 24/09/2013
Axes : 
  • Axe 1 : IO
Encadrement : 
Membre du jury : 
  • Président :
  • Rapporteur :
  • Examinateur :
  • Invité :
Resume: 

La France s’est engagée à diviser par quatre ses émissions de gaz à effet de serre entre 1990 et 2050. Cela impose une réduction considérable de la consommation d’énergie des bâtiments. En particulier, il faut réaliser des travaux de rénovation énergétique dans 500 000 logements par an. Actuellement, les rénovations sont réalisées de manière artisanale. La plupart des travaux sont effectués manuellement sur chantier avec une qualité de la mise en œuvre souvent insuffisante. Les délais sont rarement respectés et les coûts dérivent au cours du projet. Pour résoudre ces problèmes, ce travail de recherche propose d’industrialiser la rénovation. D’un point de vue technique, l’industrialisation consiste à concevoir et mettre en œuvre des solutions constructives qui s’adaptent à chaque bâtiment et assurent la maîtrise de la qualité. D’un point de vue organisationnel, elle vise à définir un processus de rénovation complet ainsi que les acteurs, outils et méthodes associés.

Cette thèse présente à la fois le produit (système constructif) et le processus d’industrialisation. Le système constructif est basé sur des panneaux multifonctionnels de grandes dimensions qui sont préfabriqués en usine et fixés sur les façades extérieures des bâtiments. Il réduit fortement le temps de mise en œuvre sur chantier, mais il impose de connaître précisément la géométrie des façades existantes. Pour cela, une technique de relevé tridimensionnel sans contact peut être utilisée pour créer rapidement une maquette numérique des bâtiments existants. Celle-ci servira pour les études énergétiques, structurelles, et architecturales et pour la configuration. Ensuite, un configurateur est proposé pour aider l’utilisateur à choisir les options des panneaux et réaliser leur calepinage (choix de leurs dimensions et positionnement sur les façades). Il permet d’éditer la gamme de montage des panneaux et un devis précis. D’autre part, un outil d’estimation est proposé pour établir les devis et planning initiaux d’après les études préliminaires. Cet outil sera alimenté par le retour d’expérience du configurateur. Enfin, un outil d’optimisation est présenté pour planifier le chantier en fonction du plan de charge des fabricants de panneaux et des ressources nécessaires pour la mise en œuvre. La fonction objectif peut comporter plusieurs critères, dont la minimisation de la durée du chantier, des stocks et de la durée de location des engins de levage.

Projets liés à la thèse

  • CRIBA

    Débuté le : 01/01/2013 Fini le : 31/07/2016

    L'objectif du projet C.R.I.B.A., déposé avec le centre Rapsodee, vise à démontrer la faisabilité d’une solution industrielle globale pour la rénovation de bâtiments d’habitation collectifs datant des années 1960/1970, à très haute performance énergétique (BEPOS) dans des coûts maîtrisés. L’idée est d’isoler ces bâtiments par l’extérieur afin d’améliorer de manière significative leur performance énergétique. De nombreuses entreprises sont déjà sur ce créneau, mais le plus souvent de manière très artisanale. C’est-à-dire que les panneaux et les supports sont dimensionnés et sciés directement sur le chantier, de manière intuitive le plus souvent. L’idée de C.R.I.B.A. est de développer toute une filière industrielle, allant de la prise de mesures à la pose supportée par une chaîne d’outils numériques.

    Dans ce cadre, le travail du CGI se décompose en deux lots de travail. Le premier WP (axe ORKID) porte sur la spécification et le développement d’un logiciel de configuration supportant le processus de rénovation C.R.I.B.A.. Le configurateur, par un jeu de questions-réponses avec l’utilisateur-architecte, permettra de définir la nomenclature physique de la rénovation ainsi que la gamme de montage sur site. Le second WP (axe IO) porte sur la modélisation des chaînes logistiques pour la rénovation/construction industrialisées et le développement d'un prototype logiciel pour aider à la planification de la chaîne logistique.

    Voici quelques vidéos concernant Criba :

Publications associées à la thèse

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