Impact des polluants gazeux du sol sur la qualité de l'air intérieur des bâtiments PDF Download
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Author: Thierno Mamadou Oury Diallo
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Languages : fr
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Book Description
L'entrée des polluants gazeux du sol (Radon, COV,...) dans les environnements intérieurs peut occasionner des risques sanitaires significatifs. Or les modèles d'évaluation de risques sanitaires liés à ces polluants gazeux du sol contiennent beaucoup d'incertitudes qui peuvent conduire à une mauvaise appréciation des risques. Dans un premier temps, cette thèse contribue à l'amélioration des modèles d'évaluation des risques. Dans un second temps, elle propose le développement d'un modèle de dimensionnement des Systèmes de Dépressurisation du Sol (SDS) passifs utilisés pour protéger les bâtiments des pollutions gazeuses venant du sol. L'amélioration des modèles a porté sur la prise en compte des principaux phénomènes de convection et diffusion à l'interface entre le sol et le bâtiment, en tenant compte des différentes typologies de soubassement. La première contribution porte sur le développement de modèles analytiques fournissant les débits d'air dus à la convection à travers le sol pour différents types de soubassement : dallage indépendant, dalle portée, vide sanitaire et cave. Les bâtiments avec des murs enterrés et les soubassements avec un lit de gravier sous le plancher bas sont également traités. Une méthodologie permettant la prise en compte de la fissuration et des points singuliers du plancher bas est aussi proposée. La deuxième contribution porte sur la prise en compte du transfert couplé des polluants des sols par convection et diffusion auprès des fondations. Une étude numérique a permis une meilleure compréhension du comportement des polluants à l'interface sol/bâtiment. Sur la base de cette compréhension, des lois semi-empiriques d'estimation des flux d'entrée de polluant dans les bâtiments sont proposées. Les différents modèles développés ont été validés numériquement avec un modèle CFD et expérimentalement avec des données issues de la littérature. La confrontation de ces modèles avec ceux existants a montré les améliorations apportées. L'impact de la typologie du soubassement sur le transfert de polluants gazeux des sols a été constaté. Une première application des modèles est illustrée par leur intégration dans un code de simulation thermo-aéraulique multizone afin de pouvoir étudier l'impact de ces polluants sur la qualité de l'air intérieur. Ce travail se termine par le développement d'un modèle de dimensionnement des Systèmes de Dépression du Sol (SDS) passifs. Ce modèle aéraulique de dimensionnement des SDS a été validé par des mesures effectuées au CSTB dans une maison expérimentale. Les premières applications du modèle de dimensionnement portent notamment sur l'impact de la météorologie (vent et tirage thermique) sur le fonctionnement du SDS passif et sur l'impact des stratégies de ventilation du bâtiment sur le fonctionnement du SDS passif. On voit ainsi l'intérêt de l'utilisation d'un tel modèle pour tester l'aptitude de ce système de protection des bâtiments dans des situations environnementales données.
Author: Thierno Mamadou Oury Diallo
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L'entrée des polluants gazeux du sol (Radon, COV,...) dans les environnements intérieurs peut occasionner des risques sanitaires significatifs. Or les modèles d'évaluation de risques sanitaires liés à ces polluants gazeux du sol contiennent beaucoup d'incertitudes qui peuvent conduire à une mauvaise appréciation des risques. Dans un premier temps, cette thèse contribue à l'amélioration des modèles d'évaluation des risques. Dans un second temps, elle propose le développement d'un modèle de dimensionnement des Systèmes de Dépressurisation du Sol (SDS) passifs utilisés pour protéger les bâtiments des pollutions gazeuses venant du sol. L'amélioration des modèles a porté sur la prise en compte des principaux phénomènes de convection et diffusion à l'interface entre le sol et le bâtiment, en tenant compte des différentes typologies de soubassement. La première contribution porte sur le développement de modèles analytiques fournissant les débits d'air dus à la convection à travers le sol pour différents types de soubassement : dallage indépendant, dalle portée, vide sanitaire et cave. Les bâtiments avec des murs enterrés et les soubassements avec un lit de gravier sous le plancher bas sont également traités. Une méthodologie permettant la prise en compte de la fissuration et des points singuliers du plancher bas est aussi proposée. La deuxième contribution porte sur la prise en compte du transfert couplé des polluants des sols par convection et diffusion auprès des fondations. Une étude numérique a permis une meilleure compréhension du comportement des polluants à l'interface sol/bâtiment. Sur la base de cette compréhension, des lois semi-empiriques d'estimation des flux d'entrée de polluant dans les bâtiments sont proposées. Les différents modèles développés ont été validés numériquement avec un modèle CFD et expérimentalement avec des données issues de la littérature. La confrontation de ces modèles avec ceux existants a montré les améliorations apportées. L'impact de la typologie du soubassement sur le transfert de polluants gazeux des sols a été constaté. Une première application des modèles est illustrée par leur intégration dans un code de simulation thermo-aéraulique multizone afin de pouvoir étudier l'impact de ces polluants sur la qualité de l'air intérieur. Ce travail se termine par le développement d'un modèle de dimensionnement des Systèmes de Dépression du Sol (SDS) passifs. Ce modèle aéraulique de dimensionnement des SDS a été validé par des mesures effectuées au CSTB dans une maison expérimentale. Les premières applications du modèle de dimensionnement portent notamment sur l'impact de la météorologie (vent et tirage thermique) sur le fonctionnement du SDS passif et sur l'impact des stratégies de ventilation du bâtiment sur le fonctionnement du SDS passif. On voit ainsi l'intérêt de l'utilisation d'un tel modèle pour tester l'aptitude de ce système de protection des bâtiments dans des situations environnementales données.
Author: Malya Abdelouhab
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Les outils d'évaluation des risques liés au transfert des polluants gazeux du sol vers les environnements intérieurs comportent de fortes incertitudes quant à la connaissance de certains paramètres et notamment ceux relatifs à l'interface sol-bâtiment : prise en compte des différentes typologies de soubassement, niveau de perméabilité des planchers bas. Ces incertitudes conduisent à une mauvaise estimation de l'impact de ces polluants gazeux sur la qualité d'air intérieur.Afin de contribuer à l'amélioration des modèles d'évaluation pour la gestion des risques vis-à-vis des pollutions gazeuses venant du sol, cette thèse présente dans une première partie, une méthodologie de développement de modèles analytiques adaptés à la prise en compte de différents soubassements, afin de mieux appréhender le transfert de polluants gazeux entre le sol et le bâtiment. Ces modèles ont été développés sur la base d'une analogie avec le transfert des flux de chaleur entre le sol et le bâtiment. Ils traitent, tout particulièrement, des transferts d'air convectifs au niveau de l'interface sol-bâtiment pour différentes typologies de soubassement. Parla suite, les modèles analytiques développés ont été intégrés dans un modèle aéraulique des bâtiments afin d'étudier l'impact des différentes typologies de soubassement sur l'entrée de polluants du sol et donc sur la qualité d'air intérieur résultante.En parallèle, des travaux expérimentaux ont été entrepris afin de compléter la connaissance actuelle relative à la perméabilité à l'air des bétons fissurés, pour laquelle un manque de données a été constaté. D'autre part, les débits d'air convectifs allant du sol vers le bâtiment ont également été quantifiés de façon expérimentale à l'aide de la maison expérimentale 'MARIA' dont dispose le CSTB. Ce type de quantification constitue une première base de données expérimentale.Enfin, une dernière partie de cette thèse traite de la réalisation d'un suivi expérimental annuel des performances d'un Système de Dépressurisation des Sols naturels, dans le but d'optimiser à terme les solutions de protection des bâtiments vis-à-vis des polluants gazeux du sol.
Author: Victoria Gallon
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Les individus passent 90% de leur temps dans des environnements clos. De nombreuses sources d'émission ont été identifiées en milieu intérieur mais peu d'information est disponible à ce jour concernant la contribution du bâtiment à la pollution de l'air intérieur. Dans cette thèse, des résultats de mesures dans l'air et dans les poussières de 43 composés organiques volatils (COV), 46 composés organiques semi-volatils (COSV) et quatre genres de moisissures au cours de six étapes de la construction de deux bâtiments ont été exploités. L'objectif de cette thèse est d'identifier les sources potentielles de pollution qui peuvent impacter la qualité de l'air à la livraison des bâtiments et ainsi contribuer à l'exposition des futurs occupants à des polluants potentiellement nocifs. Les résultats ont montré que la future qualité de l'air intérieur des bâtiments ne dépend pas uniquement des émissions de chaque matériau de construction mais que celle-ci est aussi intimement liée à l'ensemble du processus de mise en oeuvre. Les résultats des mesures de spores de moisissures peuvent atteindre 1400 UFC/m3, concentration supérieure à la valeur de 1000 UFC/m3 proposée par l'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses) comme anormalement élevée. Des concentrations relativement faibles de COV ont été observées, en relation avec l'utilisation de matériaux peu émissifs. Parmi les COSV analysés, des phtalates, de la perméthrine et des hydrocarbures ont été détectés lors de l'étape de livraison ainsi que du triclosan, suspecté d'être un perturbateur endocrinien et interdit dans le traitement des matériaux de construction depuis 2014.
Author: Louise Schriver-Mazzuoli
Publisher: Dunod
ISBN: 2100542338
Category : Technology & Engineering
Languages : fr
Pages : 274
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Une bonne qualité de l'air dans les habitations, les lieux de travail et de loisirs est une préoccupation majeure de santé publique. Les matériaux et produits de construction, les équipements, l'utilisation excessive de produits chimiques à usage domestique, les activités humaines polluent l'air intérieur. Une meilleure connaissance des effets sanitaires des polluants et du renouvellement de l'air par une ventilation adaptée est indispensable. L'ouvrage présente une vue d'ensemble et une synthèse de tous les aspects à prendre en compte pour lutter contre la dégradation de l'air intérieur : données fondamentales sur les polluants (caractéristiques, sources, émission, mesures), moyens de lutte, réglementation, prévention. L'ouvrage est destiné à informer un large public de techniciens et d'ingénieurs, à fournir une base de connaissances aux formateurs, enseignants et étudiants de la filière environnement ainsi qu'aux professionnels des collectivités territoriales.
Author: Cristiana Monica Bouilly
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Languages : fr
Pages : 181
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Le domaine de la qualité de l’air intérieur (QAI) attire de plus en plus l’intérêt des chercheurs, intérêt parfaitement compréhensible sachant que les citadins passent plus de 80% de leur temps à l’intérieur des bâtiments. Beaucoup d’études expérimentales ont analysé l’influence des paramètres environnementaux sur le processus d’émission des Composées Organiques Volatils (COV) et sur l’effet de puits des matériaux du bâtiment. Alors que pour la température elles ont conduit à un consensus, pour l’humidité les conclusions sont souvent différentes. Ce constat représente la motivation principale de notre étude. Notre travail traite d’une étude expérimentale sur la détermination des paramètres phénoménologiques et d’une modélisation statique et d’une modélisation dynamique des interactions polluant gazeux/ humidité/ paroi. A ce titre une description des phénomènes est présentée. Compte tenu du manque de données concernant les coefficients phénoménologiques nous avons cherché et trouvé des corrélations entre les caractéristiques physico-chimiques et ces coefficients. De plus, nous avons mené des expérimentations pour caractériser des équilibres d’adsorption polluant/matériau et pour décrire la distribution porosimétrique des matériaux. Ces derniers essais nous permettent de calculer les coefficients de diffusion effectifs des COV et de quantifier la condensation dans les pores. La dernière phase de l’étude a consisté à intégrer les modèles de transfert de masse dans un code de simulation sous MATLAB. Cette approche permet de reproduire le transport des polluants gazeux, de l’humidité dans la paroi et d’étudier l’influence de l’humidité sur les interactions COV/parois.
Author: Andrei Manea Damian
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Pages : 226
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Les citadins passant près de 90% de leurs temps à l'intérieur d'environnement clos, la contribution des environnements intérieurs à leur exposition globale à la pollution revêt une grande importance. Par la richesse des informations qu'elle peut offrir à un moindre coût, la simulation constitue assurément un moyen intéressant pour évaluer les concentrations en polluants auxquelles sont exposés les occupants de bâtiments. Deux questions fondamentales se posent néanmoins quant à la validité des codes de simulation actuellement disponibles. La première concerne la précision des résultats retournés puisque certains phénomènes affectant le transport des polluants demeurent mal connus et par conséquent ignorés ou mal représentés dans les outils de simulation. La deuxième question concerne la représentativité des résultats obtenus : alors que les codes dits monozone ou multizone considèrent l'hypothèse de mélange parfait de l'air, et donc des concentrations uniformes dans les pièces, la configuration du bâtiment comme son mode d'exploitation et de ventilation peuvent conduire à une forte hétérogénéité spatiale de la pollution intérieure. C'est autour de ses deux questions que se sont articulées les recherches. A partir d'un code de simulation considérant trois niveaux de découpage différents (Monozone, Bizone, Zonal avec 18 zones) et intégrant une représentation fine des interactions entre polluants et matériaux, nous avons qualifié l'impact sur la qualité de l'air intérieur des interactions polluants/parois, l'hétérogénéité des concentrations ambiantes en fonction du système de ventilation/conditionnement d'air mis en place, de la nature et du positionnement des sources d'émission, et l'influence du zonage sur la prédiction des expositions des occupants. Les résultats obtenus montrent que dans les configurations étudiées, les phénomènes de diffusion et de sorption qui prennent place au sein des matériaux constitutifs des parois contribuent à modifier de manière significative la distribution des concentrations dans l'ambiance et l'exposition calculée des occupants. Si l'hétérogénéité spatiale des concentrations est par ailleurs très variable suivant le type de ventilation et de source considérées, la confrontation des résultats issus des modèles bizone et 18 zones ne montrent globalement pas de grandes différences quant à l'exposition moyenne journalière calculée pour l'ensemble de la zone d'occupation.
Author: Mariya Prepuva
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Languages : fr
Pages : 236
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Book Description
La qualité de l'air est devenue une préoccupation majeure et un enjeu de santé publique. La construction de logements confortables, sains et économes en énergie, a pour objectif de concilier les performances thermiques et énergétiques des bâtiments et la qualité de l'air intérieur. La pollution de l'air intérieur impacte de manière directe la santé des occupants compte tenu du temps passé à l'intérieur. L'humidité est un des facteurs clé dans le développement microbien. Les réglementations, française et européenne, deviennent de plus en plus exigeantes en ce qui concerne les performances énergétiques des bâtiments. Cependant, à ce jour, il n'existe pas d'indicateurs sanitaires permettant de définir la qualité microbiologique de l'air des espaces clos. Les polluants, qu'ils soient chimiques, biologiques ou physiques, sont nombreux et souvent inconnus du grand public. Dans la société moderne nous somme à la recherche de solutions à la fois économes en énergie et respectueuses de l'environnement. L'utilisation de nanoparticules, l'épuration par les plantes ou par photocatalyse pourraient s'avérer des alternatives très intéressantes dans le futur. Néanmoins, aérer les logements ou les lieux de travail et proscrire le tabagisme dans les espaces clos sont les gestes de base afin d'assurer un air sain pour les occupants
Author: Alexandre Caron
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Languages : en
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Book Description
La qualité de l'air intérieur constitue de nos jours un enjeu sanitaire majeur ainsi qu'une problématique de recherche enplein essor. De nombreux polluants sont présents à l'intérieur des bâtiments. Ils sont directement émis par des sourcesintérieures telles que les matériaux de constructions, le mobilier, l'activité des occupants ou proviennent de l'airextérieur. La politique de réduction de la consommation énergétique entraîne la construction de bâtiments de plus enplus hermétiques, réduisant ainsi l'élimination des polluants par transfert vers l'extérieur. Les techniques d'analysesclassiques ne sont pas adaptées à la surveillance continue de ces environnements. Il s'agit généralement d'analyseursencombrants, coûteux, bruyants et qui nécessitent du personnel qualifié. Une alternative à ces méthodes est récemmentapparue sous la forme de capteurs miniatures. Dans ce travail de thèse, les performances et limitations de plusieurscapteurs miniatures, tels que des capteurs à infrarouge, électrochimiques, à photoionisation ou semi-conducteurs pourla mesure du CO2, du CO, des NOx, d'O3 et des COV, ont été évaluées en laboratoire et lors de campagnes de mesurespour le suivi des principaux polluants de l'air intérieur. Bien que la réponse de ces capteurs soit fortement corrélée avecla concentration mesurée par des analyseurs de référence, le manque de sélectivité ne permet pas toujours une analysequantitative. L'apprentissage bayésien naïf ainsi que le clustering par bisecting k-means ont permis d'interpréter lessignaux mesurés par les capteurs et de mettre en évidence des événements typiques de pollution, traduisant ladynamique de la qualité de l'air intérieur.
Author: Claude-Alain Roulet
Publisher: EPFL Press
ISBN: 2880745470
Category : Air quality
Languages : fr
Pages : 370
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Book Description
Un bâtiment construit doit être avant tout confortable et sain. C'est en fait sa raison d'être. Il doit protéger les occupants de l'environnement extérieur, assurer un climat agréable à l'intérieur et fournir des services tels que communications et transports. L'objectif principal de cet ouvrage est de faciliter l'expression et la création artistiques de bâtiments de haute qualité environnementale. L'auteur démontre qu'au moyen d'une planification intelligente et multidisciplinaire, il est parfaitement possible d'assurer à la fois une bonne qualité architecturale, un excellent environnement intérieur et une très faible consommation d'énergie. A l'aide de modèles provenant de la physique et de la technique du bâtiment, il développe des méthodes permettant de garantir un bon confort thermique, une bonne qualité de l'air, une protection efficace contre les effets de l'humidité, notamment les moisissures, un éclairage optimal et un environnement acoustique agréable. Cet ouvrage s'adresse à tous les professionnels du bâtiment, aux architectes, ingénieurs, techniciens et étudiants en architecture ou en physique du bâtiment mais il intéressera également tous ceux qui se lancent dans la construction ou la rénovation d'une habitation.
Author: Alexandre Gross
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Languages : fr
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Book Description
Un des enjeux pour améliorer la qualité de l'air intérieur des bâtiments est d'adopter de bonnes pratiques, notamment en matière de sélection des matériaux lors des phases de conception. Pour cela, des outils d'aide à la décision/conception sont indispensables en support à ces bonnes pratiques pour atteindre une maîtrise globale de la qualité de l'air intérieur. Dans le domaine du bâtiment, il n'existe pas à ce jour d'outil opérationnel permettant d'estimer, en amont d'une construction, la qualité de l'air intérieur. Des travaux sont engagés sur ce thème mais ils se heurtent à un manque d'informations sur le comportement des matériaux lorsque ceux-ci sont associés et soumis à des conditions normales d'usage. Ces travaux de thèse avaient donc pour objectif d'évaluer le comportement de matériaux (source ou puits) vis-à-vis de la contamination aux composés organiques volatils (COV) et au formaldéhyde lorsqu'ils sont évalués seuls dans des conditions normalisées retenues pour l'étiquetage sanitaire, mais aussi lorsqu'ils sont mis en œuvre dans des projets de construction (impact du changement d'échelle et effet d'assemblage). La méthodologie développée a donc associé des essais à l'échelle du matériau et à l'échelle d'une pièce dans le but d'acquérir des données d'entrée à un modèle pour la prédiction des concentrations et l'évaluation des contributions respectives des différents processus (émissions primaires, échanges aux interfaces air/surfaces intérieures,...) à la contamination intérieure par les COV. Une première partie de ce travail a consisté à évaluer en laboratoire les échanges de COV et de formaldéhyde à l'interface matériau-air pour une sélection de matériaux de construction et de décoration. Les émissions primaires ont été déterminées selon la méthode normalisée ISO 16000-9 et par une méthode d'échantillonnage passif basée sur un couplage cellule d'émission/micro-extraction sur phase solide (SPME) (dispositif DOSEC-SPME) et l'effet de l'assemblage de matériaux et de composants sur la qualité de l'air intérieur a été étudié. Les constantes d'adsorption/désorption du formaldéhyde sur les matériaux sélectionnés ont ensuite été déterminées par une méthodologie innovante. Ces constantes, ainsi que les données d'émission, ont été rassemblées dans une base données pour servir de critères (ou indicateurs) pour la sélection de matériaux respectueux de la qualité de l'air intérieur (QAI). Dans une deuxième partie, les résultats obtenus en conditions de laboratoire ont été confrontés à ceux obtenus en conditions réelles à l'échelle d'une pièce dans le cadre d'une étude de plusieurs mois dans le but de mettre en évidence l'impact du changement d'échelle. La dernière partie de cette thèse a consisté à développer un modèle de prévision de la QAI intégrant les données d'adsorption/désorption préalablement déterminées. A terme, la base de données et le modèle ont vocation à constituer des outils de gestion pour orienter les choix en matière de matériaux, de configuration et d'usage d'un bâtiment dans l'optique d'une réduction à la source des émissions de COV dans l'air intérieur.
