Publications | Nassim Living Lab

Prévision de l'occupation des bâtiments résidentiels à l'aide de l'apprentissage automatique avec des données de capteurs et d'enquêtes intégrées :

Cet article met en évidence l'importance de la prise en compte de l’occupation des bâtiments pour améliorer la gestion énergétique, en conciliant réduction de la consommation et confort des occupants. L’étude explore des techniques avancées de modélisation de l’occupation à l’aide de méthodes d’apprentissage automatique telles que Random Forest, Réseaux Bayésiens, Arbres de Décision, SVM, KNN, XGBoost, et RGF. Ces modèles ont été testés dans un living lab résidentiel en utilisant des données issues de capteurs IoT et d’enquêtes. Les résultats montrent des taux de précision allant de 70 % à 95,96 %, avec une performance remarquable du modèle Random Forest pour détecter les tendances d’occupation, et du Réseau Bayésien pour la classification détaillée des types d’occupation.

Optimisation multi-objectifs d'un chauffe-eau photovoltaïque à déviateur : une étude de cas résidentielle au Maroc :

Cette étude explore l’optimisation d’un système de stockage d’eau chaude sanitaire couplé à une installation photovoltaïque avec power diverter, afin de maximiser l’autoconsommation tout en maintenant l’eau à plus de 55 °C. Une optimisation multi-objectifs a permis d’identifier une configuration efficace atteignant 87 % d’autoconsommation et 2190 heures d’eau chaude au-dessus du seuil de sécurité. Par rapport au système de référence, cette configuration réduit de 46 % l’énergie auxiliaire, de 20 % les pertes énergétiques, et de 0,175 tonne/an les émissions de CO₂. Ces résultats confirment l’intérêt des approches d’optimisation pour concevoir des systèmes durables et performants à l’échelle domestique.

Étude de faisabilité technico-économique d'un système de stockage de chauffage de l'eau photovoltaïque à des fins d'amélioration de l'autoconsommation:

Cette étude évalue la faisabilité technico-économique de l’utilisation de l’excédent photovoltaïque pour chauffer l’eau via un ballon de stockage, dans un bâtiment bioclimatique à Marrakech. L’énergie excédentaire d’un système PV de 2 kWc a été simulée sur TRNSYS à partir de données mesurées sur un an. Comparé à un chauffe-eau solaire classique (STWH) , le chauffe-eau photovoltaïque (PVWH) atteint la même performance thermique avec une amélioration de 52,23 % du taux d’autoconsommation. Le coût de l’énergie est 33 % plus bas, avec un temps de retour de 4 ans pour le PVWH contre 6 ans pour le STWH. La valeur actuelle nette est aussi nettement supérieure pour la solution PVWH.

Application des méthodologies BEM pilotées par le BIM pour améliorer l'efficacité énergétique dans les projets de rénovation au Maroc : une perspective sociotechnique :

Cette étude explore la faisabilité d’une analyse énergétique basée sur le BIM, adaptée aux architectes, pour la rénovation énergétique au Maroc. En combinant une approche technique (comparaison d’ArchiCAD et Revit sur un cas réel à Marrakech) et une enquête socio-professionnelle du marché AECO local, elle révèle que : ArchiCAD offre une meilleure précision et flexibilité, tandis que Revit intègre mieux les normes. Malgré le potentiel du marché, l’usage persistant du dessin 2D freine l’adoption. La combinaison des deux outils apparaît comme une solution adaptée aux besoins variés des professionnels. Ces résultats ouvrent la voie à une mise en œuvre nationale du BIM pour la rénovation énergétique.

Contribution au projet ABC 21

Le projet Nassim Living Lab situé à Marrakech, apporte une contribution concrète au projet européen ABC 21 – Africa-Europe BioClimatic buildings for XXI century en tant que démonstrateur de solutions bioclimatiques adaptées au climat aride. Il illustre l’intégration réussie de stratégies passives, de technologies solaires et d’outils numériques dans l’habitat existant. Grâce à une approche centrée sur l’usager et la co-conception, Nassim Living Lab permet d’expérimenter des solutions réplicables à l’échelle locale et régionale. Le projet favorise ainsi le transfert de savoir-faire entre l’Afrique et l’Europe. Il renforce également la coopération académique autour de la transition énergétique dans le bâtiment.

Étude de performance énergétique et économique d'un système de chauffage solaire au sol pour un Hammam :

Cette étude porte sur l'analyse des performances énergétique et économique d’un système de chauffage solaire par le sol pour un Hammam installé dans un bâtiment résidentiel à Marrakech. Une phase de simulation paramétrique a permis d’optimiser sa conception (collecteurs, stockage, matériaux, régulation). Les résultats montrent qu’un système sans stockage thermique atteint plus facilement la température souhaitée (30–37 °C), tandis que le stockage assure une température plus stable mais moins élevée. La meilleure configuration utilise des tubes PEX dans une dalle de 5 cm, avec 4 m² de capteurs solaires. Le système permet une économie d’énergie annuelle de 72 %, , avec un retour sur investissement entre 6 et 8 ans, et une réduction cumulée de 10 tonnes de CO₂ sur 15 ans.

ANALYSE DU COMPORTEMENT THERMIQUE ET DES ÉCONOMIES D'ÉNERGIE D'UNE MAISON JUMELÉE AVEC DIFFÉRENTES STRATÉGIES D'ISOLATION DANS UN CLIMAT SEMI-ARIDE CHAUD :

Cette recherche évalue la performance thermique et les économies d’énergie d’une maison résidentielle à Marrakech, construite sans isolation sauf pour les murs Est et Ouest en double paroi avec lame d’air. Les mesures montrent que l’inertie thermique atténue les variations de température intérieure, mais sans garantir le confort thermique. Les simulations révèlent que les murs en double paroi réduisent les besoins en chauffage et en refroidissement de 13 % et 5 %. L’ajout d’une isolation en XPS sur la toiture améliore ces économies à 26 % pour le chauffage et 40 % pour le refroidissement.

Impact du changement climatique sur le potentiel des stratégies de free-cooling pour un bâtiment rénové dans un climat chaud :

Cette étude analyse l’impact de différentes stratégies de ventilation naturelle, ainsi qu’une ventilation intelligente contrôlée, sur le confort thermique et les économies de refroidissement dans un logement en climat chaud et sec. Les simulations montrent que la ventilation nocturne permet de réduire la charge de refroidissement de 9 % et de maintenir une température intérieure inférieure à 30 °C. Cependant, son efficacité diminue avec le changement climatique, notamment en été, où son potentiel chute de 25 %. Le scénario RCP 2.6 prévoit une légère hausse annuelle du potentiel global de ventilation naturelle (+1 %), tandis que le scénario RCP 8.5 annonce une baisse de 4,9 %.

Effet des scénarios de rénovation sur la performance énergétique et le confort thermique intérieur d'une maison unifamiliale typique dans différents climats du Maroc

Cet article vise à identifier l'impact de trois scénarios de rénovation d'une maison individuelle typique sur sa performance énergétique et son confort thermique intérieur dans plusieurs climats. Deux de ces scénarios sont basés sur la Réglementation Thermique de la Construction au Maroc (RTCM), tandis que le troisième est celui proposé dans cette étude. Les climats varient du groupe B au groupe C de la classification climatique de Köppen. Les résultats montrent que le scénario de rénovation proposé permet de réduire la charge de chauffage de 19 à 42 % et la charge de refroidissement de 29 à 60 % selon le climat. De plus, le scénario de rénovation RTCM entraîne une surchauffe estivale dans tous les climats. L'une des principales raisons de cette surchauffe est l'isolation du sol sur terre-plein, car cette isolation augmente les besoins énergétiques annuels de chauffage/refroidissement de la maison de 6 à 10 %. En outre, la technique de la lame d'air s'est révélée être la meilleure option pour les murs extérieurs, plutôt que d'utiliser des matériaux à haute isolation thermique, dans les climats chauds. L'analyse de la performance énergétique, des indices de confort thermique et des périodes de retour sur investissement pour chaque scénario de rénovation montre que le scénario proposé présente la meilleure performance thermique, sauf pour le climat froid où le scénario RTCM est le plus favorable.