Qualité des Environnements Intérieurs
Énergie Environnement
Thématique "Qualité des Environnements Intérieurs" (QEI)
La Qualité des Environnements Intérieurs (QEI) intègre l’étude des paramètres de confort (température, hygrométrie, bruit, luminosité) et de composition de l’air respiré dans les environnements clos (logements, espaces de travail, transports, etc.), afin d’assurer bien-être et santé des occupants. La QEI concilie les enjeux de la transition énergétique, œuvrant pour une meilleure efficacité énergétique des bâtiments et des systèmes, avec ceux du confort et de la santé des occupants.
Motivées par des enjeux de santé publique et des attentes socio-économiques, les activités de recherche en QEI visent à renseigner et en comprendre les déterminants afin d’identifier les leviers d’action permettant d’assurer santé environnementale et confort des occupants. Les recherches ont ainsi pour finalité d’accompagner les acteurs de la construction, de la rénovation et la gestion des bâtiments ; et d’informer, sensibiliser, recommander et guider les pouvoirs publics et les populations.
L’axe thématique QEI intègre des questions liées à la fois aux environnements intérieurs dans leur diversité mais aussi à leurs occupants et leurs activités. La stratégie scientifique passe par des actions expérimentales et des analyses de données avancées portant sur l’ensemble des composantes de la QEI : matériaux, construction, ventilation, conditionnement sanitaire et thermique de l’air, composants aérothermiques, exposition, bien-être, confort et santé environnementale.
Notre ambition est de rapprocher les communautés pour construire une approche multidisciplinaire différenciante qui assure l’opérabilité des résultats obtenus. Nos compétences sont centrées sur la physico-chimie analytique, la physico-chimie hétérogène, la science des matériaux, et l’efficacité énergétique. Nous privilégions les interactions avec les disciplines connexes suivantes : sciences de la donnée, sciences humaines, toxicologie et santé publique au travers de projets phares financés aux niveaux régional, national et européen.
Contacts :
Nos projets couvrent des champs d’applications divers : bâtiment, conditionnement sanitaire et thermique des environnements intérieurs, occupants et activités, matériaux et processus.
Les questions principales qui guident les activités de recherche portent sur :
- La compréhension des déterminants des interactions fluide-matériaux qui régissent (i) le conditionnement sanitaire et thermique des environnements intérieurs ; (ii) et les performances métrologiques des capteurs de qualité de l’air.
- La caractérisation des sources de pollution, l’évaluation de l’exposition et la mise en évidence des relations entre exposition mesurée et exposition perçue par les occupants.
- La prise en compte de l’impact du changement climatique et des transitions sociétales sur la qualité des environnements intérieurs.
QUESTION 1 : INTERACTIONS FLUIDE-MATERIAUX
Les interactions gaz-surfaces sont des déterminants de la qualité de l’air intérieur tant à l’échelle locale (au plus proche du matériau) qu’à l’échelle d’une pièce. Ces interactions régissent les échanges de polluants entre les matériaux et l’air intérieur. La compréhension et la modélisation fidèle de ces échanges sont cruciales car elles impactent in fine l’exposition de l’occupant ; elles nécessitent le développement de dispositifs expérimentaux multi-échelles pour la détermination des paramètres d’interaction ainsi que la mise en œuvre de simulations numériques haute-fidélité permettant de mieux modéliser les mécanismes en présence de champs anisothermes et thermiques.
Les finalités sont diverses : la formulation de nouveaux matériaux dits dépolluants, l’amélioration de la détection d’espèces gazeuses par des surfaces sensibles, la conception de composants aérothermiques avec une fonction de dépollution pour améliorer le confort des environnements intérieurs
QUESTION 2 : SOURCES DE POLLUANTS ET EXPOSITION
Le développement des outils métrologiques et méthodologiques pour identifier les sources de pollution et évaluer l’exposition constitue un pôle de compétences différenciant de l’Axe Thématique QEI. Ces compétences prennent appui sur (i) un savoir-faire métrologique, dédié à l’analyse des polluants de l’air intérieur dont les polluants émergents (microplastiques, composés odorants, émissions issues de matériaux biosourcés – recyclés) ; (ii) de l’expérimentation à l’échelle 1 :1 pour rendre compte de manière réaliste et en conditions contrôlées de l’exposition liée aux matériaux, aux produits de consommation et aux activités de l’occupant ; (iii) un positionnement privilégié vis-à-vis des communautés des sciences de la donnée et des sciences humaines en vue d’apporter un avis éclairé sur la valeur de la donnée métrologique et de sa mise en forme pour la construction d’indices de qualité à destination du grand public.
Les finalités peuvent être de : (i) proposer des voies d’amélioration des formulations des matériaux biosourcés ou recyclés pour limiter leurs émissions tout en maintenant leurs propriétés fonctionnelles ; (ii) concevoir des protocoles cadres pour l’évaluation de solutions de remédiation ; (iii) participer à la sensibilisation du grand public et accompagner les pouvoirs publics sur la question de la qualité de l’air intérieur.
QUESTION 3 : INFLUENCE DE L’ENVIRONNEMENT EXTERIEUR
Le contexte environnemental guide notre trajectoire de recherche vers la prise en compte de l’impact du changement climatique et des transitions sociétales sur la qualité de l’environnement intérieur. Les questions posées à la recherche sont les suivantes : quels composants aérothermiques innovants pour assurer le confort des environnements intérieurs et améliorer l’efficacité énergétique et le confort ? Quels impacts de la rénovation thermique et des solutions d’adaptation aux épisodes climatiques extrêmes ? Quels impacts du changement climatique sur les sources de polluants identifiées en environnement intérieur ?
Notre approche s’est portée d’abord sur (i) la conception de nouveaux composants aérothermiques directement intégrés dans la ventilation du bâtiment pour offrir une solution de chauffage et/ou de rafraîchissement complémentaire ou principale ; (ii) le développement d’un mannequin thermique multi-instrumenté MONICA pour la caractérisation simultanée du confort thermique et de l’exposition à proximité du corps humain.
Notre approche scientifique repose à la fois sur un socle de métrologie analytique, du développement méthodologique et des outils de simulation numérique :
- Instrumentation physico-chimique et capteurs de polluants gazeux et particulaires
- Pièce expérimentale IRINA de 40 m3 pour une étude à échelle 1:1 de la QAI en conditions contrôlées
- Mannequin multi-instrumenté MONICA pour une évaluation simultanée du confort thermique et exposition individuelle aux polluants
- Simulation haute-fidélité des interactions gaz-surface à différentes échelles influant sur le conditionnement sanitaire et thermique de l’air
- Panel sensoriel estaMINez formé à l’évaluation olfactive objectivée des ambiances odorantes en environnements intérieurs et des émissions de matériaux
LES PROJETS
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Projet AIRCLEAN (Développement d’équipements pour la qualité de l’air en cabine concernant l’ensemble des segments d’avion) Suite à l’appel FUI-22, AIRCLEAN est un projet français dédié au traitement de l’air cabine avion pour le confort et la santé du personnel…
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AMUSENS – Transformer l’invisible ! L’idée : développer une plateforme de capteurs de gaz multi-pixels adaptable à différents environnements gazeux pour une large gamme d’appareils et de marchés de consommation Reference Number: 101130159 Programme type: Horizon Europe Programme acronym: HORIZON-CL4-2023-RESILIENCE-01-TWO-STAGE Le…
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