Simulation thermique dynamique (STD)
Pourquoi ?
Un bâtiment à très faible consommation d'énergie ne se comporte pas comme les bâtiments traditionnels. Une modélisation fine de son comportement est nécessaire pour optimiser sa conception au regard des besoins de chauffage et du confort d'été.
En effet, des phénomènes auparavant négligeables dans les bâtiments à 200 kWh/m².an de besoins de chauffage deviennent de première importance dans les BBC (de l'ordre de 30 kWh/m².an de besoins de chauffage) : le traitement des ponts thermiques, la gestion des apports solaires et internes, l'étanchéité du bâtiment...
De plus, un bâtiment très isolé est davantage sujet aux surchauffes estivales de par un effet « Thermos ». Il est alors essentiel de minimiser les apports solaires et internes, de maximiser l'inertie et de mettre en place une stratégie de rafraîchissement naturel efficace.
Il devient donc nécessaire de quantifier à l'avance les impacts de la conception architecturale sur les besoins de chauffage et le confort d'été. C'est là l'intérêt de la simulation thermique dynamique (STD).
Comment ça marche ?
La simulation thermique dynamique simule au pas de temps horaire le métabolisme du bâtiment en fonction de la météo, de l'occupation des locaux,...Au final, on accède aux températures, aux besoins de chauffage/climatisation, aux apports solaires...heure par heure dans les différentes zones prédéfinies du bâtiment.
La STD permet de prendre en compte l'inertie thermique du bâtiment, les ponts thermiques, le comportement des usagers, la stratégie de régulation et de mener les études de sensibilités afférentes.
La STD permet donc d'identifier et de quantifier l'impact des différentes fuites énergétiques (ponts thermiques, infiltration, ventilation...) afin de valider les concepts et solutions techniques retenues.
Des hypothèses, des données d'entrée et une analyse pertinentes
La simulation thermique dynamique reste un outil : elle ne peut donner à elle seule des résultats pertinents. Une STD est valide sous condition que les hypothèses et le modèle soient pertinents. La responsabilité revient au bureau d'étude de mener à bien la simulation et d'assurer notamment :
- la cohérence du modèle (entrées, hypothèses explicites et réalistes (cf § sur les campagnes de mesures)
- une exploitation poussée des données
- une analyse pertinente : études d'impact, nombre d'heures d'inconfort,...
Neuf et Rénovation
Une STD est nécessaire en phase de conception d'un projet de construction, afin de valider les objectifs de faible consommation.
Elle l'est aussi dans l'existant quand il s'agit d'établir une stratégie de rénovation. Dans ce dernier cas, on réalise une série de STD pour tester différentes solutions techniques à tout niveau (enveloppe, ventilation, chauffage, vitrage, équipement...). On peut trouver l'optimum entre performances et retour sur investissement, et établir une stratégie de rénovation énergétique permettant d'atteindre la performance énergétique avec un temps de retour minimal.
Logiciels
Exemples : TRNSys, Pléiades + Comfie, TAS
Pour en savoir plus, consultez le site web et le blog : amoes.com, blog.amoes.com
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