L’analyse par Simulation Thermique Dynamique (STD) vise à modéliser le comportement thermique d’un bâtiment dans le temps. Elle permet d’étudier finement l’impact des actions d’économie d’énergie sur les conditions de confort, ainsi que sur les besoins et consommations énergétiques du site étudié.

La réalisation d’une étude par STD s’articule comme suit :

1. Construction du modèle géométrique
La première étape d’une STD est la construction du modèle géométrique où les aspects dimensionnels du projet sont renseignés sur la base des études et plans dans leur niveau de définition (par nature, une étude STD est un reflet de la précision du niveau d’avancement des études).
Les zones thermiques sont définies par type d’espace (en fonction de l’usage et du traitement thermique). Le modèle est ensuite exporté et le logiciel réalise un premier calcul, celui du rayonnement solaire impactant les façades et les espaces du projet. Notre expérience nous permettra de construire les géométries complexes de façon détaillée, tout en simplifiant les détails géométriques n’apportant rien en termes de qualité des résultats.

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Modèle géométrique de la Cité des Sciences et de l’Industrie

2. Définition des conditions aux limites et modélisation des équipements techniques
Puis, ce sont les caractéristiques techniques et d’usages du projet qui sont modélisées, c’est-à-dire :

  • La météo de référence ;
  • La performance des éléments de construction ;
  • Les conditions de charges internes des zones thermiques ;
  • Les scénarii de fonctionnement et d’occupation ;
  • Les stratégies passives : free-cooling, ventilation naturelle, fatale, etc.
  • Les équipements techniques : dimensionnement, performances, régulation, etc.

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Représentation des zones thermiques de l’aéroport de Jeddah

3. Production du bilan énergétique et climatique
La réalisation de la STD permet d’exprimer en valeurs absolue et relative les besoins et consommations énergétiques mensuels et annuels en chauffage, climatisation, éclairage, ventilation, ECS. Ces résultats sont exprimés en valeur absolues et spécifiques, encadrées d’une incertitude de calcul et d’usage. Parallèlement, les températures de confort peuvent être fournies pour l’ensemble des zones (au pas horaire si nécessaire). On estime la marge d’erreur de ce type de simulation autour de 10 à 15%.

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Présentation synthétique de scénarii variables dans le cadre d’un CPE

La simulation est un outil puissant pour l’ingénieur afin de bien comprendre le comportement d’un bâtiment existant, ses pathologies en matière de confort ou de régulation et de proposer les performances futures une fois rénové. Les études de sensibilité réalisées par STD sont le support de l’engagement énergétique qui pourra accompagner le projet.