Positionnement thématique

Positionnement ..........................................................

Présentation : Régis Olives

Régis Olives. Ingénieur Enseignant-chercheur, Directeur de Sup’EnR, Université de Perpignan Via Domitia

Régis Olives

Bonjour à tous.

C’est un peu particulier pour moi parce que je suis plutôt du domaine des sciences physiques, ce qu’on appelle typiquement sciences de l’ingénieur et j’ai beaucoup d’accointances avec l’architecture. Outre la direction de l’école d’ingénieurs, où on a aussi beaucoup de ponts avec la partie bâtiment et donc l’architecture de façon générale, j’ai été responsable d’un diplôme universitaire pendant quelques années sur le management qualité environnementale du bâtiment qui était essentiellement dédié à des architectes, donc j’ai côtoyé cette communauté très fortement pendant quelques années et j’ai trouvé ça très enrichissant et c’est pour ça que ça me faisait aussi plaisir de venir ici partager mon expérience. Alors j’ai repris les questionnements que vous

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aviez lors de la précédente journée et ceux d’aujourd’hui et pour essayer de répondre de façon très modeste mais apporter un regard peut être un peu parfois orthogonal à ce que vous avez l’habitude de faire et je vais présenter les pratiques que l’on a. Donc si je reprends « la pratique de la recherche », je vais essayer de voir l’interaction entre la recherche ainsi que le côté pratique et donc d’arriver aussi à faire émerger la dimension de la recherche dans tous ses aspects, alors essentiellement liés à la pratique de la recherche mais aussi avec des aspects plus sur le positionnement financier par exemple. Donc essayer de répondre à toutes ces questions c’est très ambitieux, surtout pour moi aujourd’hui, mais j’essaierai d’apporter quelques éléments de réponse.

Alors je vais l’illustrer forcément avec mon domaine de prédilection donc les sciences de l’ingénieur de façon générale et quand on pratique la recherche dans ce domaine il s’avère que c’est essentiellement réalisée

par les thésards, cette recherche est aussi réalisée par les chercheurs du CNRS, je suis dans un laboratoire CNRS aussi mais c’est essentiellement soutenue par les doctorants. Donc on a une double mission là-dedans : former les doctorants à la recherche par la recherche et dans le cadre d’un projet bien souvent puisque maintenant les programmes de recherche sont essentiellement basés sur des projets dont il y a très peu de recherches qui se font sans finalité à priori.

Pour nous une thèse c’est essentiel dans la pratique de la recherche et c’est aussi apporter au thésards un certain nombre de savoir : de savoir technique, savoir-faire, savoir être, savoir penser et puis des compétences bien sûr, aussi bien scientifiques que des compétences en termes organisationnels par exemple, de gestion de la complexité d’un projet, de la compréhension aussi globale et synthétique d’un problème. La particularité là-dedans c’est qu’on est toujours à faire des moutons à cinq pattes pour faire simple, c’est à dire des choses qui n’existent pas, c’est l’innovation certes, mais ça ne rentre pas dans des normes, ça ne rentre pas dans des réglementations, c’est toujours des choses avec un regard très particulier et donc il y a une prise de risque à voir et c’est ce que l’on demande aussi aux thésards, c’est ce qu’on nous demande et forcément il y a de la gestion de la difficulté qui va s’ensuivre avec tout un panel de problématiques qui s’entourent de ça qui sont parfois uniquement liées aux programmes de recherche mais aussi à des problématiques type réglementaires et normatives ou autre. Quand on veut utiliser de nouveaux matériaux qui ne sont pas référencés, donc qui ne sont pas soumis à certaines normes, on se retrouve dans des situations assez exotiques. Donc c’est quand même pour arriver à apporter aussi une expertise scientifique et méthodologique et là on est automatiquement dans le cadre des sciences de l’ingénieur en lien étroit avec le monde industriel et socioéconomique de façon

générale. Une thèse c’est aussi répondre à une problématique qui est bien souvent exprimée par un industriel, par une entreprise, par une collectivité et ça va demander aussi tout un cadre. Un cadre au niveau juridique, pour arriver à avoir durant trois ans une activité reconnue et qui se passe bien et donc ça demande un contrat doctoral. Le contrat doctoral c’est relativement récent, ça a 10 ans pile et ça fixe droits et devoirs du doctorant certes mais aussi droits et devoirs de l’encadrant, ça fixe aussi un salaire, un cadre financier. Déjà il y a un cadre et on n’envoie pas un doctorant pendant trois ans dans la nature sans garantie de pouvoir réaliser le travail correctement. Donc ça veut dire que derrière il y a des allocations doctorales, c’est des allocations qui peuvent venir du ministère directement via les écoles doctorales, et/ou de la région et puis ça peut être aussi des supports financiers provenant de projets que l’on a déposés auprès de l’agence nationale recherche, de l’ADEME, il peut y avoir des bourses aussi type Eiffel, …

Après en terme de montage de projets puisque c’est bien souvent réalisé avec d’autres laboratoires à l’étranger ou des entreprises, on peut avoir des problèmes de réglementation qui ne sont pas forcément identiques selon les pays même si ça tend à l’uniformisation ; et puis un autre support on va dire financier ce sont les conventions CIFRE donc qui sont un contrat au final entre le laboratoire, l’entreprise et le doctorant et c’est en lien forcément très étroit avec une demande d’une entreprise qui a énormément d’intérêt à faire ce genre de convention puisque ça leur coûte à peu près 20% du salaire d’un doctorant en bénéficiant aussi de crédit d’impôt donc c’est extrêmement intéressant. À partir de là, on a fixé le salaire, il faut souvent un complément financier pour arriver à mener à bien un certain nombre d’activités type expérimentations et autres donc c’est ce qui coûte le plus cher chez nous, ce n’est pas tellement le salaire c’est plutôt tout le reste et ça quand on a des allocations doctorales type région ou autres on est obligé d’aller chercher ce surplus ailleurs. Dans le cadre des programmes ANR on l’intègre dedans. Donc je ne vais pas m’étendre plus là-dessus, on pourrait en parler plus mais je trouve que c’est plus intéressant d’essayer d’illustrer ça par quelques tests que j’ai eu l’occasion d’encadrer.

Par exemple une thèse qui a été financée ADEME qui a été une réponse à un problème plutôt issu du monde socio-économique dans le secteur du bâtiment, il fallait arriver à proposer de la climatisation solaire de petite puissance dans des bâtiments de surface relativement réduite. La problématique est purement technique au départ mais avec un grand nombre d’éléments liés à la réglementation donc c’est un sujet qui a été proposé par l’ADEME et auquel on a apporté une solution. Dans ce cadre-là on voit qu’on a toute une problématique certes technique mais en parallèle on va aussi apporter un certain nombre d’éléments de formation aux thésards durant ces trois années donc il faut arriver à coupler le côté recherche pure avec la partie plutôt formation qui peut être aussi dédiée à de l’enseignement puisque ces doctorants peuvent ensuite prétendre à des postes de maîtres de conférences par exemple, on le développe de plus en plus haut niveau dans l’université de Perpignan avec tout un panel de formation à la pédagogie pour amener le doctorant à la fin de ces trois ans à réellement acquérir un certain nombre de compétences aussi bien au niveau de la recherche qu’au niveau de l’enseignement.

Autre exemple qui a été là une question issue d’un industriel où on a apporté une solution donc on a monté un projet ANR avec le laboratoire PROMES-CNRS dans lequel je suis, associé à un autre laboratoire à Pau le LaTep et puis une entreprise Cristopia qui avait une problématique. Ils fabriquent des réservoirs

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qui sont destinés à de la climatisation pour des bâtiments, c’est de la climatisation qui est bien souvent installée dans les pays asiatiques où on a la problématique de la consommation d’électricité durant la journée, une électricité qui est très erratique, très aléatoire et pour arriver à satisfaire ces besoins on a nécessité de mettre en place du stockage de froid donc c’est essentiel pour la climatisation de bâtiments. Vous avez des grandes cuves dans lesquelles on a mis au point un certain nombre de matériaux et des améliorations au niveau procédé pour arriver à satisfaire les besoins. Dans le cadre de cette thèse, on a tout un cadre qui est fixé au départ dans le projet ANR mais il s’est avéré qu’on a débouché vers d’autres voies, d’autres perspectives. Si vous regardez dans l’objectif de cette thèse la première partie c’était vraiment une réponse à un industriel et il s’est avéré qu’au cours du temps on a fait émerger une nouvelle solution pour des systèmes qui ne sont pas forcément identiques c’est l’exemple que vous avez tout au fond : ces deux grosses cuves qui servent à stocker l’énergie thermique dans des centrales solaires à concentration.

Lors de cette thèse on a été confronté à une problématique issue de l’agence internationale de l’énergie qui, lorsqu’elle a fait le bilan et vu les perspectives sur la technologie solaire à concentration pour la production d’électricité, s’est rendue compte que les matériaux qu’on utilise là-dedans sont problématiques au niveau environnemental en termes de disponibilité, en termes de coût et qui fait que ça va poser problème dans le développement de ce type de technologie.

Là on a par hasard avec un collègue eu une idée suite à une discussion avec le concepteur de ce genre de cuves et on a commencé à travailler durant la fin de cette thèse sur un matériau issu de déchets qu’on va valoriser en tant que matériau de stockage et qui va coûter beaucoup moins cher que ce que l’on met dans ces cuves et ça fait l’objet de divers projets qui ont suivi. Si je reprends cette thèse là ça a été vraiment pour répondre à une problématique d’un industriel qui est là pour l’intensification des transferts du procédé énergétique qui couple le solaire et la géothermie donc c’était une manière aussi que l’on avait en parallèle entre le laboratoire PROMES, le BRGM et une société spécialisée dans la géothermie. L’idée était d’améliorer tout ce qui se passe au niveau du sous-sol donc les sondes géothermiques et le transfert entre les sondes géothermiques et le sol. Et là on a apporté une solution qui a permis de réduire nettement la profondeur à laquelle on va installer ces sondes donc au lieu d’avoir des profondeurs typiquement de 80 à 100 mètres, on peut arriver à faire des choses de 40 à 50 mètres de profondeur pour avoir les mêmes performances à la sortie et ce qui permet aussi de coupler le solaire et la géothermie et de combiner les avantages des uns et des autres typiquement le solaire est plutôt intermittent alors que la géothermie est quelque chose de beaucoup plus lissée, beaucoup plus stable, par contre on a des puissances relatives qui sont très différentes et donc on arrive de cette façon par exemple à stocker de l’énergie dans le sous-sol pour alimenter avec un déphasage très important. Suite à ça on s’est dit mais pourquoi pas utiliser ces sondes géothermiques pour évacuer la chaleur de nos centrales électro-solaire qui doivent en évacuer, vous avez des turbines pour pouvoir produire l’électricité et ses turbines relarguent de la chaleur à température quasi ambiante. Quand on se trouve dans des régions plutôt semi désertiques où on rencontre ce genre de centrales, c’est très difficile d’évacuer

cette chaleur et là on s’est dit mais pourquoi pas utiliser le sol pour évacuer cette chaleur et donc c’est à la suite de cette thèse qu’on a fait émerger une nouvelle problématique, une nouvelle solution à un problème, ça a été un peu profiter d’un programme pour faire émerger de nouvelles choses.

Cette thèse s’est suivie d’une autre donc on a redéposé un projet ANR qui a été retoquée au premier coup parce qu’on n’arrive pas à faire comprendre, à faire passer un message, on manque un peu de pédagogie. Sur le second coup ça allait beaucoup mieux parce que l’idée c’est de réduire la consommation d’eau pour le refroidissement de ce type de centrale donc puisqu’on se trouve dans des régions plutôt semi désertiques pour ce type de procédé et c’est ce qui a fait d’ailleurs l’objet de refus pour l’installation de certaines centrales solaires aux États-Unis typiquement dans le Nevada, Las Vegas ou autre et donc pour arriver à développer ce type de centrale, il faut arriver à avoir un système de refroidissement plus efficace, moins consommateur d’eau.

On a repris l’idée précédente et on a aussi imaginé utiliser toute la surface de miroirs que l’on a pour évacuer cette chaleur vers le ciel. Au départ quand on a expliqué ça personne ne nous a compris, comment on va évacuer la chaleur par ces miroirs ? Ça peut paraître surprenant mais on arrive à faire ça et on a montré la faisabilité de cette technique donc évacuer la chaleur vers le ciel et par le sous-sol, on arrive à refroidir ce type de centrale sans consommer d’eau et ça c’est un progrès essentiel dans le domaine. Tout ça est venu d’une thèse précédente et qu’on a pu mettre en avant là-dedans. Je vous le montre ça pour voir aussi qu’un projet n’est pas une identité propre encapsulée c’est aussi la possibilité là-dedans d’aller sur d’autres thématiques. Je reviens sur la thèse précédente où on a imaginé utiliser des matériaux issus de déchets pour en faire des matériaux de stockage ce qui permet de réduire énormément le coup de ces centrales, l’idée donc provenait d’une thèse précédente et là l’objectif de ces tests était de passer du caillou à la plaque aux matériaux vraiment optimisés pour ce genre de système. On est au-delà d’une réponse pure à un industriel, on est sur une thèse qui a pour objet de répondre à des enjeux qui sont beaucoup plus globaux, de type environnementaux ou énergétiques, donc c’est pour montrer qu’on ne va pas juste faire du pratico-pratique et répondre à une question d’un industriel mais parfois ça peut permettre d’amener des réponses à des enjeux plus globaux et je pense que dans votre domaine c’est essentiel. Vous êtes amenés à concevoir des ouvrages qui n’ont pas uniquement la fonction d’ouvrage mais vous avez des usagers, un environnement autour et on passe facilement à cette échelle, ça veut dire qu’on a des enjeux qui sont forcément beaucoup plus globaux là-dedans.

Je finis sur une autre illustration qui a été une thèse encore plus proche de vos préoccupations parce que c’est à la base une réponse à un industriel mais qu’on a voulu aussi être en phase avec les enjeux sociaux économiques et environnementaux et donc c’est d’apporter une approche assez différente là-dedans, qui n’est pas purement technologique mais d’arriver à avoir un regard un peu plus profond et d’anticiper aussi ce qui va forcément arriver dans les années à venir. C’était une thèse qui était en financement CIFRE. Donc l’idée était d’optimiser les solutions pour diminuer la dépense énergétique, en particulier en période estivale, pour une maison prototype en ossature bois donc avec derrière des notions aussi bien de consommation d’énergie mais aussi d’énergie grise donc de consommation d’énergie pour

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la construction du bâtiment et aussi pour sa déconstruction. Ça a amené un certain nombre d’outils pratico-pratique à l’entreprise en termes de sélection de matériaux par exemple, d’indices de performances comparés, pour pouvoir assez facilement s’orienter sur certaines familles de matériaux, pour réaliser par exemple la partie inertie thermique du bâtiment, améliorer le confort, etc. On est passé aussi dans le cas de cette thèse sur des systèmes pour faire du rafraîchissement passif avec l’utilisation de surfaces en toiture pour évacuer la chaleur, c’est ce qu’on appelle refroidissement radiatif nocturne et donc utiliser les surfaces de toits pour évacuer la chaleur de ce bâtiment et avec toujours en trame de fond la nécessité de répondre à la réduction de l’impact. Puis on a passé un cran au-dessus où on est allé voir aussi ce qu’on pouvait mettre comme système plutôt actif là-dedans en utilisant d’autres choses. Dans la climatisation bien souvent on utilise des fluides frigorigènes qui ont un certain impact environnemental, et là on est parti sur de l’air et d’utiliser comme vecteur énergétique de l’air comprimé qui peut être produit à partir de panneaux photovoltaïques par exemple via un compresseur, stocké dans des cuves et d’arriver après, avec certains systèmes, à produire du froid pour le confort estival. On a pu montrer les intérêts qu’on pouvait avoir avec en passant sur des détecteurs énergétiques totalement différents et d’arriver, après, à proposer des solutions réelles et concrètes pour réellement intégrer ce système dans des maisons plutôt basse consommation. Tout ça pour vous montrer que c’était un projet avec une idée au départ qui s’est poursuivie avec des problématiques qui ont permis de faire grandir ce projet et d’aboutir à des choses qui

intéressaient réellement le constructeur. Je vais finir par illustrer aussi quelques éléments qui me semblent intéressants, qui sont émergents actuellement en relation entre le domaine dans lequel je suis et votre domaine. Je trouvais intéressant de se poser la question de comment on pouvait faire ce lien, je vous montre quelques exemples alors certains pourront reconnaître des bâtiments de l’Île de La Réunion où on a des interactions très fortes entre les éléments architecturaux qui ont été installés et leur impact sur le confort thermique et en particulier pour éviter d’utiliser de la climatisation, d’essayer d’avoir une surventilation on va dire et puis l’utilisation typiquement de la végétation dans ce type de bâtiment pour améliorer le confort thermique. D’autres exemples où on va utiliser les éléments architecturaux pour proposer d’offrir des surfaces à la production d’électricité par exemple en faire des bâtiments à énergie positive pour réduire les intrants solaires en plein été et donc de travailler sur les doubles enveloppes qui certes technologiquement peuvent être bien abouties mais qui demandent d’avoir un regard de l’architecte pour réellement pouvoir intégrer ce genre de système de façon intelligente.

Ça peut être développer des outils d’aide à la voir comment l’écoulement d’air se fait en cas conception pour les architectes, là on le voit de vent, on va avoir une idée de comment se c’est quelque chose que vous connaissez : passent les pressions et dépressions et donc où google sketchup qui permet de simuler on pourra mettre les ouvertures pour arriver à l’ensoleillement. Vous avez la comparaison avoir de la ventilation naturelle par exemple. entre ce qui a été prévu au départ par le modèle et la réalité sur la photo en dessous donc c’est assez parlant et ça c’est des choses qui permettent assez facilement d’imaginer des éléments architecturaux qui vont aussi avoir Développement d’outils d’aide à la conception cette fonction en termes de confort du bâtiment. d’éléments architecturaux

Autre exemple c’est d’utiliser certains algorithmes pour voir quand on va modifier la forme, quel impact ça va avoir sur, par exemple, la collecte du rayonnement solaire sur les ombrages et après proposer des gammes de solutions à l’architecte pour concevoir et imaginer son bâtiment. Ça c’est au niveau pur bâtiment mais ça peut l’être aussi à l’échelle du quartier où on va pouvoir apporter un certain nombre d’éléments à l’architecte pour imaginer son bâtiment dans un quartier, le repositionner, lui changer sa forme pour vraiment l’intégrer, donc ici le cas d’une maquette mise en soufflerie pour

Je connais principalement l’aspect thermique où on voit apparaître les problématiques d’îlots de chaleur typiques et l’intégration de la végétation donc ça peut permettre à partir de ces outils d’avoir des outils pour mieux concevoir le

bâtiment intégré dans un quartier. Je me suis inspiré d’un collègue qui a réalisé un certain nombre de systèmes basés sur des sondes géothermiques pour améliorer le confort thermique dans ces bâtiments et on voit de suite que ça un impact forcément sur, non seulement, la construction du bâtiment mais aussi, en amont, sur la conception de ce bâtiment puisque là vous avez un couplage atypique entre les sondes géothermiques et tous les problématiques de ventilation dans ce bâtiment.

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Autre exemple lié à la géothermie, quand on va commencer à vouloir implanter différents bâtiments basés sur la même ressource, on va avoir une interaction forte entre les sondes géothermiques placées dans des bâtiments qui sont voisins donc on va peut-être aller puiser de la chaleur que le voisin voulait. Pour éviter de lui prendre cette chaleur, ils vont peut-être concevoir les bâtiments à l’échelle du quartier. On sait les problématiques qui commencent à arriver et voyez que ça a forcément une influence sur l’architecture, là on va avoir une influence aussi réciproque, lorsqu’on va vouloir accéder à ces ressources énergétiques, on parle maintenant de cadastre solaire où on va orienter les bâtiments aussi pour donner plus facilement accès à l’énergie solaire, on va orienter et placer la végétation pour bénéficier des masques pour éviter la surchauffe en été mais éviter d’avoir des masques sur les panneaux solaires sur le toit des maisons et donc c’est ce qui va après induire une réflexion sur l’organisation et donc un critère supplémentaire sur l’organisation de quartier.

Donc il y a une interaction très forte entre des outils purement technologiques de dimensionnement issus de sciences de l’ingénieur et les problématiques que vous avez au quotidien et sur les réflexions que vous pouvez avoir lors de la conception de bâtiments ou d’un ensemble de bâtiments.

J’ai essayé de répondre à un certain nombre de questions de façon très modeste mais pour vous montrer aussi les pratiques qui sont peut-être un peu spécifiques mais avec un regard certes très techno mais très pratique, c’est ce qui fait un peu la particularité du domaine des sciences de l’ingénieur où on a toujours des applications. Ce que l’on veut aussi c’est d’arriver à impulser non pas juste une réflexion sur l’objet techno mais sur aussi l’ensemble, tenant compte des aspects environnementaux socioéconomiques et puis des aspects qui peuvent être aussi dépendant de la géographie du lieu où on veut implanter cette technologie donc à la fois avec ces derniers exemples et puis les exemples de tests que j’ai l’occasion d’encadrer, de voir que les pratiques que l’on en avait peuvent peut-être vous apporter un regard différent et partager ces éléments.

Élodie Nourrigat

Merci pour votre intervention et présentation et c’est vrai qu’on voit bien au travers de ce que vous avez établi, des pistes directes qui nous amèneraient à travailler ensemble. Effectivement pratique et recherche sont assez ancrées dans votre champ disciplinaire, c’est aussi pour nous une manière de se rassurer parce qu’en général on rapproche plus, et on l’a vu hier, la dimension sciences architecturales et sciences sociales.

Il y a des choses qu’on a l’impression d’inventer alors qu’il y a des choses qui existent depuis un certain temps dans d’autres disciplines donc inspirons-nous en travaillant ensemble et c’est vrai que notamment au travers des derniers exemples que vous avez montré on voit très

bien, comme vous le dites, autant la partie compétences techniques et que la maîtrise des dispositifs. C’est vrai qu’on se dit en tant qu’architecte qu’il y a aussi des dispositifs architecturaux qui favorisent ou défavorisent ces questions environnementales auxquelles tous on va être amené à être confronté. Il faut savoir comment les gens vivent aussi et quels espaces on leur donne à vivre au-delà du fait et on le sait aujourd’hui avec l’arrivée de la RT 2020 où les bâtiments vont devoir être eux-mêmes producteurs d’énergie puisqu’on dépasse le stade du passif, il ne faut pas oublier qu’effectivement au-delà de rendre les bâtiments comme des piles électriques, il y a des gens qui vont habiter dedans, et comment en associant nos compétences on peut produire des espaces où il fait bon vivre et qui répondent aussi à tous nos engagements environnementaux ? Donc merci pour cette présentation.

Regis Olives

On a une approche c’est vrai très ancrée sur le côté environnemental on parlait de RT 2020 et c’est aussi la prise en compte de l’énergie qui va falloir pour construire le bâtiment en regard de ce qu’il va nécessiter et de ce qu’il va peut-être produire mais ça c’est purement technologique, l’essentiel c’est quand même l’humain au milieu, qui va y vivre, qui va y passer du temps. Je pense que quand on commence à aborder ces aspects aussi sciences humaines de façon générale, on commence à l’intégrer dans nos modèles pour éviter de proposer des solutions qui ne sont pas viables, qui ne sont pas du tout intéressantes et on préfère proposer des solutions que l’on va réellement implanter plutôt que des solutions peut-être technologiquement super intéressantes mais qui n’ont aucun intérêt humainement. Donc c’est aussi ce que l’on vient rechercher quand on va travailler avec vous sur ce genre d’aspects.

Élodie Nourrigat

Merci en tous les cas, ce sera un plaisir effectivement comme vous le dites, si on fait baisser le coût énergétique, il ne faut pas que les habitants se sentent mal donc on va essayer de travailler, d’intégrer l’indice du bonheur et de trouver de nouveaux indices.

Merci de votre venue.

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Photos : 1 // Logements au Mont Hacho - Ceuta, Espagne, 1999. 2 // Partageons l’eau - Saragosse - Espagne 2006. 3 // Projet de 145 logements - ZAC Clichy- Batignolles - Paris 4 // Logements rue des Poissonniers - Gausa + Raveau Architectes - NBJ Architectes - Paris 2010.