La Simulation Thermique Dynamique

Réalisé à l’aide du logiciel Alcyone + Pléiades-Comfie®, développés conjointement par Izuba Energies et l’Ecole des Mines de Paris.

Collecte d’informations

En fonction du projet, un RDV préalable pourra être nécessaire avec le Maître d’Ouvrage et le Maître d’œuvre, afin de collecter toutes les informations indispensables à l’étude : scénarios, présentation du projet, attentes du Maître d’Ouvrage, etc. ; et pour d’éventuels relevés sur site (masques, etc.)

Modélisation du bâtiment

Sur la base des plans et documents descriptifs fournis, le bâtiment est modélisé en 3D. Les éléments suivants sont nécessaires pour la définition d'un modèle précis :

• Côtes intérieures et extérieures, surfaces et volumes ;
• Composition des parois et modes constructifs ;
• Surfaces et proportions des parois vitrées ;
• Mode de pose des menuiseries ;
• Protections solaires et débords de toiture ;
• Présence de végétation et d’occultations ;
• Nature des revêtements de sol et muraux, états de surface, couleurs, etc.

Les parois sont modélisées de manière très précise grâce aux informations communiquées sur les matériaux utilisés et leurs caractéristiques thermiques : isolation (conductivité), densité, capacité calorifique massique, émissivité infrarouge, absorptivité solaire.

Composition Simple	Mur extérieur
Composante	Ep	λ	MV	CS	U	R
Enduit extérieur	2.0	1.200	1700	0.278	60.00	0.02
Polystyrène expansé	12.0	0.038	25	0.383	0.32	3.16
Brique creuse 20 cm	20.0	0.152	690	0.250	0.76	1.32
Total					0.22	4.49

La géométrie générale est modélisée de façon définitive, avec toutefois quelques modifications possibles ultérieurement telles que : dimensions d'ouvertures, débords de toiture, etc. pour l’élaboration de futures variantes éventuelles.

Des zones, thermiquement homogènes, sont repérées sur le modèle du bâtiment (cf. image ci-dessous : chaque zone est représentée par une couleur différente).

Les caractéristiques du site sont définies suivant :

• la station météo la plus proche,
• le relevé des masques lointains et proches, de l'albédo des sols…

 

Les équipements techniques et les conditions d’utilisation, pour chaque zone, sont précisés sous la forme de scénarios :

• occultation des volets et de protection solaire (jour/nuit, été/hiver)
• ventilation : naturelle, mécanique, débits, horaires, récupération éventuelle d'énergie (double flux, puits canadien), surventilation nocturne, etc.
• chauffage et rafraîchissement: températures de consigne, régulation
• occupation (semaine/WE/vacances) : nombre d’occupants ? où ? quand ?
• apports internes : éclairage, bureautique, cuisson, électroménager, etc.

 

Simulation du projet de référence

A partir du modèle établi, une première simulation du projet dite « de référence » est établie.

Sont alors analysés les résultats suivants :

• Les besoins de chauffage bruts et nets, zone par zone, et pour l’ensemble du bâtiment
• Le ratio des deux résultats traduit la capacité du bâtiment à récupérer les apports solaires et internes. Ce ratio reflète donc en partie son caractère bioclimatique (prise en compte de l'occupation et des apports internes, des apports solaires et des données météorologiques du site).
• Les évolutions de température en hiver, zone par zone, libre (sans chauffage) et en fonction de la puissance de chauffage disponible,
• Cela permet de caractériser le bioclimatisme du bâtiment (aptitude à produire un climat tempéré en l'absence de système de chauffage), et de calculer le nombre d'heures pendant lesquelles la consigne n'est pas respectée en plein hiver lorsque l'on envisage d'optimiser la puissance de chauffage par un sous-dimensionnement (soit quelques heures par an pendant lesquelles ne seront pas atteints les 19°C, par grand froid).
• Evolutions de température libre en été, zone par zone, sans rafraîchissement,
• Cela permet de caractériser le bioclimatisme du bâtiment (aptitude à produire un climat tempéré en l'absence de système de rafraîchissement), et de calculer le nombre d'heures de dépassement d'un seuil de température jugé confortable en été (réglementairement 27/28°C).

 

Optimisation du projet

Objectifs : Réduire les déperditions énergétiques en période de chauffage & optimiser le confort d’été.

A l’issue des constatations des résultats du projet de référence, nous formulerons des propositions d’amélioration afin de minimiser les consommations et de corriger les éventuels problèmes d’inconfort estival.