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1G14 PHYSIQUE DU BATIMENT - GED

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 4 activités d'apprentissage :
    • REGULATION THERMIQUE DES BATIMENTS
    • QUALITÉ ENVIRONNEMENTALE
    • GÉNIE CLIMATIQUE
    • THERMIQUE DU BÂTIMENT
  • En 2025-2026, elle s'organise au deuxième quadrimestre et couvre 7 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Auditoire
    • Sous-groupe
    • en autonomie

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

L'UE présente les principaux éléments méthodologiques de la maîtrise de l'énergie ainsi que des impacts environnementaux liés aux bâtiments d’habitation. Les parties techniques de l’UE mettent l'accent sur les questions  thermiques. et le confort de l'usager. Les installations techniques sont modélisées. Enfin les méthodes d'évaluations économiques et environnementales sont décrites. Les objectifs de cette UE sont :

  • comprendre les échanges hygrothermiques au travers des parois d’un bâtiment ;
  • pouvoir effectuer un bilan thermique global d’un bâtiment ;
  • concevoir des systèmes de production d’énergie intégrée au bâti ;
  • estimer l’ensemble des conséquences environnementales du cycle de vie d’un bâtiment d’habitation en tenant compte du confort de vie en vue de pouvoir comparer diverses options avec un esprit critique.

Les savoir-agir, issus du profil cadre de la formation, visés par cette UE sont les suivants : 

  • Servir les enjeux de la transition socio-écologique (SA3)

  • Développer  un projet interdisciplinaire (SA5)

Le niveau de développement attendu relève du stade “Apprentie ingénieure”, car cette UE engage l’étudiant·e dans une analyse critique de systèmes techniques existants et dans l’exploration de pistes d’innovation durable, en lien avec les enjeux de l’Anthropocène. 

Les activités d’apprentissage de l’UE se complètent pour permettre aux étudiant·es de mobiliser des savoirs, des savoir-faire et des savoir-être avec les qualités suivantes : 

  •     En identifiant les liens entre les phénomènes anthropologiques et les défis techniques et scientifiques au sein d'un bâtiment qui doit garantir un confort défini en minimisant ses consommations (SA3.1)
  •     En justifiant les choix de responsabilité, solidarité, sobriété et précaution intégrés aux solutions techniques (SA3.4) 
  •     En rendant compte des impacts sociaux, économiques, écologiques et environnementaux d'un projet technique envisagé sur base de données et de modèles probants (SA3.5)
  •     En analysant les articulations entre les disciplines impliquées : construction, énergie & environnement  (SA5.1)
  •     En définissant les besoins, les objectifs et les méthodes des différentes étapes de l'analyse du projet (SA5.2)
  •     En proposant des solutions, des dynamiques de gestion et des processus innovants (SA5.3)

Les contenus de l'UE

L’activité d’apprentissage « Thermique du bâtiment » va aborder les bases de la physique du bâtiment (transfert de chaleur appliqué à la construction). Une fois le bilan d’un bâtiment établi, il est alors nécessaire de définir quels sont les techniques de production d’énergie nécessaire afin d‘assurer un confort d’utilisation efficient (« Génie climatique » & "régulation thermique"). Il est possible de trouver ci-dessous une liste non-exhaustive des contenus de ces activités :  

  • Mise en contexte de l'usage de l'énergie dans les bâtiments ;
  • Rappels de physique ;
  • Bilan thermique d’un bâtiment (et de ses composants) ;
  • Besoins d’utilisation en ventilation ;
  • Gestion de l'humidité (diagramme air humide) ;
  • Dimensionnement et pertes des systèmes et techniques spéciales ;
  • Systèmes de gestion et régulation du confort hygrothermique
  • calcul de paroi ;
  • bilan thermique global (PEB, PHPP) ;
  • étude Glaser pour les risques de condensation ;
  • calcul des besoins en ventilation.

Mais ces choix ne peuvent se faire que dans un respect du contexte environnemental, et dans une perspective de long terme (« Qualité Environnementale ») aux différentes échelles géographiques et  temporelle tout au long du cycle de vie du bâtiment. Ces 3 activités permettent donc d’aborder la construction, la production d'énergie et la gestion des nuisances, pour le développement, l'usage,la rénovation et la démolition d'un bien immobilier résidentiel, relativement aux limites planétaires.

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

Au terme de cet apprentissage, l’étudiant sera capable de :

  • Réaliser un audit, une analyse PEB ou établir un certificat PEB pour un bâtiment résidentiel (et tertiaire) ;
  • Concevoir des bâtiments présentant des niveaux de performance énergétique élevés, et respectueux de leur environnement ;
  • Gérer les problèmes de pathologies au sein des bâtiments (principalement ceux dûs à l’eau) ;
  • Choisir et dimensionner des systèmes de production d’énergie appliqué au bâtiment ;
  • Établir un lien entre activités humaines et la notion écologique de consommation des limites planétaires ;
  • Établir un lien entre activités humaines et la notion écologique de dissipation des ressources matérielles ;
  • Comprendre la notion d’échelle géographique et temporelle des impacts environnementaux, en particulier dans le cas des différentes étapes du cycle de vie d’un bâtiment (construction, usage, rénovation, démolition) ;
  • Analyser les conséquences en termes des deux notions écologiques ci-dessus des différentes étapes du cycle de vie d’un bâtiment en fonction des échelles géographiques et temporelles et d’en établir un diagnostic qualitatif ;
  • Appréhender la problématique des déchets nucléaires et les solutions envisagées pour leur stockage. 

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

Participation active des étudiants, avec support informatique et études de cas

Thermique du bâtiment, génie climatique et régulation

Ces trois AA seront données de manière intégrée par le même enseignant. Ces activités comprennent une partie de cours théoriques. L’étudiant.e sera en outre amené.e à réaliser différents exercices et mise en situation, d’analyse thermique d’un bâtiment avec ou sans l'utilisation d'un logiciel. De cette manière, l’étudiant aura la possibilité de mettre en pratique et de comprendre les matières vues dans le cadre des séances transmissives.

En outre, par petit groupe, les étudiant.es seront amené.es à réaliser une analyse complète d'un bâtiment résidentiel existant de leur choix. Un rapport et un certificat PEB devront être finalisés.

Qualité Environnementale 

Cette 4ème activité comprend une partie de cours théoriques abordant les aspects environnementaux ainsi que les limites planétaires liés aux activités humaines avec un détail sur le bâti. Une autre partie de cours théorique abordera la question des déchets nucléaires et les diverses solutions envisagées à travers le monde pour leur enfouissement dans le futur. Cette matière fera l’objet d’une évaluation écrite ainsi qu'un exercice d'analyse des impacts d'un projet de construction ou rénovation d'infrastructures.

 

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

Dans cette UE, une participation assidue aux cours est vivement recommandée car l’analyse du cas évolue au fil des séances. Les étudiant(e)s seront encouragé(e)s à poser des questions chaque fois que cela est nécessaire. Nous conseillons aux étudiant(e)s d’oser mobiliser cette possibilité de questionnement.

Examens écrits

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée au sein d'un module. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des réponses longues. Elle se déroule à cours fermé. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Rapports

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée au sein d'un module. Il s'agit d'un travail. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des réponses longues. Elle se déroule à cours ouvert. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Présentation orale

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée au sein d'un module. Il s'agit d'une présentation. Cette épreuve est en équipe de travail. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation orale. L'épreuve repose sur des réponses longues. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Règles de l’UE

Quels sont les supports et matériels de cours indispensables ?

Supports et matériels de cours

Présentations Power Point et documents distribués en séances.

Comment la note globale de l’UE est-elle déterminée ?

Explication de la pondération des différentes épreuves

Thermique du bâtiment, génie climatique & régulation

L’évaluation sera réalisée à la suite d'un projet d'analyse de bâtiment résidentiel existant. Le bâtiment sera présenté et ses performances énergétiques analysées quantitativement. Un certificat PEB sera établi dans ce cadre. La présentation est orale avec un support à projeter (type Powerpoint). Les fichiers de calcul (peb, therm, etc.) seront également remis à l’enseignant avant la présentation de l’examen. La présentation se fait à cours fermé. La correction de cette épreuve est assurée par validation d‘un(e) enseignant(e). Dans ce cadre, des questions portant sur la matière seront également posées.

En cas d'échec ou de projet non-finalisé, l'étudiant aura la possibilité de présenter à nouveau un projet en seconde session. Les visites éventuelles ne font pas l’objet d’une évaluation, mais la participation à ces activités est obligatoire, au risque de pénalisation sur la cote finale. 

Également, durant le quadrimestre, un ou deux tests écrits prendront place afin de garantir les compétences nécessaires à la réalisation du projet.

Pondération au sein de l’UE : 2/3

Qualité Environnementale 

Un travail personnel accompagné d'un examen oral individuel prendra place dans cette AA. Il consistera en l'analyse d'une action en matière de bâtiment ou de logement (projet de construction, de rénovation, de législation, proposition de développement d’activité économique). Concrètement, il sera demandé de présenter le projet, ses « bénéfices » (pas nécessairement que économiques),  d’analyser qualitativement en termes de limites planétaires, de dissipation de ressources et d’impacts écologiques aux différentes échelles géographiques et temporelles. Également, il sera demandé de réfléchir à la réalisation d'une analyse fine, quantifiée. 

Un examen écrit portera sur la problématique des déchets nucléaires.

Pondération au sein de l’UE : 1/3

Note globale 

La note UE est calculée selon la moyenne pondérée. 

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?