D5 Simulation informatique du bâtiment

Topique

La simulation informatique permet de prédire le comportement thermique, énergétique et de ventilation d'un bâtiment avant sa construction, ou d'en établir le diagnostic après sa construction, à l'aide de deux outils différents selon le phénomène analysé. Pour la ventilation, que ce soit à l'intérieur d'une pièce ou dans l'ensemble du bâtiment, les programmes de dynamique des fluides numérique résolvent les équations fondamentales régissant le mouvement de tout fluide, en divisant l'espace en une grille de cellules très fine et en calculant le comportement de l'air dans chacune d'elles. À proximité des surfaces, cette grille doit être particulièrement fine pour modéliser le ralentissement de l'air lorsqu'il s'approche d'un mur.

Pour évaluer les performances thermiques et énergétiques sur une année entière, un modèle différent est nécessaire : un modèle plus simplifié qui divise le bâtiment en zones et calcule, heure par heure, les échanges de chaleur entre ces zones, avec l'extérieur et avec les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC). Ce bilan est ensuite intégré sur des milliers d'heures pour obtenir la consommation énergétique annuelle totale – un calcul qui, s'il était résolu cellule par cellule comme en dynamique des fluides, serait impraticable à cette échelle de temps.

Ces outils sont de plus en plus intégrés aux maquettes numériques utilisées dans la conception et la construction (méthodologie BIM), permettant ainsi le transfert direct des informations géométriques et matérielles de la maquette vers la simulation thermique ou structurelle, sans qu'il soit nécessaire de la reconstruire entièrement à chaque fois.

Ainsi, ce module, qui commence par distinguer deux échelles de temps différentes (secondes pour les flux d'air, heures pour le bilan énergétique annuel), conclut en démontrant que la simulation d'un bâtiment ne consiste pas à utiliser un seul outil, mais plutôt à choisir, pour chaque problématique physique, l'échelle de calcul réellement appropriée.

ID:4035