Simulation thermique dynamique

Simulation thermique dynamique

L’assistance à la conception bioclimatique des bâtiments est indispensable pour réussir un projet performant. Pour cela, TREENERGY conseille les maîtres d’ouvrage et les architectes au travers d’outil de simulation énergétique dynamique.

La simulation thermique dynamique analyse de manière très détaillée les besoins énergétiques et le confort thermique d’un projet en fonction de son utilisation réelle.

Objectif de la simulation thermique dynamique :

Optimiser la conception bioclimatique du bâtiment (orientation, inertie, protection solaire, …)
Supprimer les inconforts dès la conception
Garantir la durabilité du bâti
Évaluer l’influence des masques architecturaux/végétaux sur la consommation
Visualiser l’évolution annuelle du besoin de chauffage en fonction des caractéristiques thermiques définies
Limiter de manière intelligente le recours à la climatisation

Exemple de simulation thermique dynamique.

La FÉDÉRATION FRANÇAISE DU BÂTIMENT du Val-D’OISE a récemment confié une mission à TREENERGY sur son nouveau siège à CERGY(95). L’objectif étant de limiter les problèmes de surchauffe en été. Nous avons pour cela effectué un audit des systèmes et une simulation thermique dynamique. Cette simulation dynamique a permis d’envisager et de prévoir l’impact des solutions de rafraîchissement naturel sur l’ensemble du bâtiment.

Visualisation des courbes de température durant la semaine la plus chaude. En vert la température extérieure, en rouge la température de base intérieure, en bleu la température suivant les préconisations de TREENERGY (surventilation, réduction des apports, puits canadien…)

La bonne gestion du bien a permis de visualiser en théorie que le bâtiment n’a pas de besoin de rafraîchissement mécanique s’il est correctement géré par ses occupants pour une température maximale de 27°C

Qu’est-ce que la simulation thermique dynamique ?

Une simulation thermique dynamique est une étude détaillée d’un projet de construction permettant d’optimiser le bâtiment et d’anticiper les problématiques énergétiques. Cette simulation est très pertinente pour la conception des bâtiments soumis à de fortes contraintes de température/hygrométrie ou de variation de l’occupation, par exemple : école, pôle culturel, bureau, salle polyvalente, industrie.

Une simulation thermique dynamique prend en compte plusieurs paramètres comme :

• L’ensemble des parois avec leurs caractéristiques : conductivité, masse volumique, effusivité, diffusivité, risque de condensation
• L’ensemble des menuiseries et des masques solaires
• L’ensemble des ponts thermiques
• Le nombre d’occupants pour chaque pièce et les horaires
• L’analyse fine des puissances dissipées : ordinateurs, serveurs, éclairage, autres systèmes
• L’analyse de la ventilation et de la circulation entre les pièces
• Les scénarios de l’éclairage artificiel et l’optimisation de la lumière naturelle

Pourquoi faire une simulation thermique dynamique et à quoi sert la simulation thermique dynamique ?

L’intérêt d’une simulation thermique dynamique est d’optimiser la conception énergétique d’un futur bâtiment. Cette simulation thermique est pertinente pour tous projets tertiaires >250m². La simulation énergétique du bâtiment identifie un certain nombre d’erreurs de conception :
• Mauvaise orientation du bâtiment vis-à-vis des données bioclimatiques et des contraintes de l’environnement
• Mauvaise répartition des surfaces vitrées et un manque d’optimisation des surfaces vitrées
• Absence d’inertie dans le bâtiment et une mauvaise gestion de la chaleur
• Absence des protections estivales : brise-soleil, surventilation nocturne, ventilation naturelle, débord de toiture
• Mise en évidence des zones problématiques : salle serveur, salle informatique
• Mise en évidence des salles inconfortables : >27°C

Comment faire une simulation thermique dynamique ? ( Méthodologie STD)


Pour réaliser une simulation thermique de qualité, il est nécessaire de faire appel à un bureau d’études RGE ayant une formation adaptée. Les documents nécessaires à la simulation sont les plans au format DWG à jour (plans, coupes, vues) ou modèle BIM au format IFC/Revit. TREENERGY utilise le logiciel PLEAIDES COMFIE pour la réalisation des modélisations dynamiques. Une réunion dès le début de la mission est indispensable pour collecter l’ensemble des données afin de bien paramétrer les hypothèses et les scénarios d’utilisation.
Ensuite le bureau d’études modélise le bâtiment, détecte les erreurs et propose des optimisations énergétiques et environnementales.

Quelle est la différence entre un calcul thermique réglementaire et une simulation thermique dynamique ?

Le calcul réglementaire est obligatoire pour les projets de rénovation énergétique de >1000m² ou pour les constructions et les extensions. Le calcul réglementaire permet de justifier à l’état que le bâtiment respecte bien l’ensemble des critères obligatoires comme la résistance thermique des murs, la performance des systèmes énergétiques… Un calcul réglementaire se base sur un usage réglementaire avec des températures et des horaires figés, ne correspondant pas nécessairement à l’utilisation du futur projet.

À la différence qu’une simulation thermique dynamique prend en compte des températures et des utilisations réelles du bâtiment. L’ensemble des pièces admettent donc des scénarios validés par le maître d’ouvrage. Les résultats énergétiques d’une STD sont beaucoup plus proches des futures consommations énergétiques du bâtiment. De la même façon, les résultats d’inconforts et de surchauffes sont plus représentatifs.

Quand faire une STD ?

Une simulation thermique dynamique est à réaliser dès l’esquisse pour optimiser l’implantation du bâtiment dans son environnement. Les masques solaires lointains et proches sont évidemment pris en compte. Une STD permet d’accompagner l’architecte afin de perfectionner le bâtiment dès le début du projet.
La STD a vraiment un intérêt à la phase APS ( avant-projet sommaire). C’est à cette phase que les grands principes de conception du bâtiment sont définis. La simulation énergétique dynamique propose des variantes sur efficience énergétique, l’optimisation bioclimatique et le confort.