Habilitation à Diriger des Recherches (H.D.R)

Damien FAKRA

7 décembre 2020 à partir de 16h en amphithéâtre 350

Développement, par une approche systémique, d’expérimentations, de modélisations et d’outils numériques autour de l’énergie, l’environnement et les espaces bâtis

Composition du jury

  • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université de Perpignan
  • Madame Monica SIROUX, Professeure, INSA de Strasbourg
  • Madame Corinne ALONSO, Professeure, Université de Toulouse III (Paul Sabatier)
  • Monsieur Harry BOYER, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Jean-Claude GATINA, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Frédéric MIRANVILLE, Professeur,  Université de La Réunion

Résumé

Le rapport de mon HDR est structuré en quatre parties : la première partie, qui est la plus longue, concerne la description de mes activités de recherche les plus récentes. La deuxième partie aborde en détail mes activités d'enseignement et d'encadrement durant ces dix dernières années. La troisième partie traite de mes  responsabilités administratives et ma participation à des projets de recherche et de formation. Enfin, la quatrième et dernière partie est consacrée à mes perspectives futures en recherche, en enseignement, en encadrement et en responsabilités administratives ainsi que mon implication dans des projets antérieurs, en cours et postérieurs. S'agissant de mes recherches, la partie débutera avec une introduction de mes orientations et des liens existants entre les sujets des recherches que j'ai menées durant ces dix dernières années. Les domaines très variés de recherche sur lesquels j'ai travaillé concernent l'énergétique, la physique du bâtiment et l'environnement. Deux thématiques principales sont décrites dans ce chapitre : une thématique en lien avec la métrologie et une autre qui traite des outils numériques dédiés chacun à l'un de ces trois domaines de recherche. L'ensemble des travaux réalisés est basé sur la même et unique démarche de modélisation dite par ''approche systémique'' (c.à.d. à partir de variables d'entrées, de variables de sorties et de paramètres reliés entres eux par des fonctions soit linéaires pour la plupart, soit non linéaires dans certains cas. Ces fonctions deviennent alors des modèles de prédiction). Ainsi, non seulement une nouvelle génération de capteurs basés sur des modèles systémiques ont pu être fabriqués et testés, mais de plus des algorithmes originaux de codes de calcul numérique basés aussi sur cette même logique d'approche systémique ont pu être proposés lors de ces travaux.

Au final :

+ trois codes de calcul numérique dans trois environnements informatiques différents (en langage C, sous E.E.S et sous Matlab)  ont pu être mis en place: l'un dans la simulation numérique (en 3D) de l'optique du bâtiment, le second dans la simulation numérique (en 2D) du mix énergétique multi-échelle et enfin un troisième dans la simulation numérique (en 1D) d'un système à énergie renouvelable permettant de valoriser les déchets et respectueux de l'environnement;

+ trois dispositifs de mesure ont été conçus. Il s'agit : d'un analyseur de gaz combustible amélioré, d'un appareil permettant de caractériser des propriétés thermo-optico-physiques des matériaux de construction innovants et d'un biocapteur météorologique (microclimat) dédié au confort humain dans un espace bâti (ambiance intérieure).

Dans cette même partie nous présenterons également une synthèse des autres pistes de recherche en lien avec des thématiques transdisciplinaires et/ou transversales - entre l'énergie et l'habitat - qui nous ont intéressés durant ces dix-sept années, en plus des synthèses sur la métrologie et les outils numériques développés auparavant. Il s'agit notamment des études sur des matériaux innovants qui parfois produisent de l'énergie et sont destinés à être intégrés dans l'enveloppe du bâtiment.

 

Mots clés: Biomasse, gazéification,  syngaz, optimisation de forme, physique du bâtiment, metrologie low-cost de précision, énergies renouvelables, modélisation systémique, pilotage du mix énergétique, optique, biocapteur, simulations numériques.