Simulation thermique dynamique

Nous utilisons le Logiciel PLÉIADES Comfie (IZUBA Mines de Paris).

Quelle est la différence entre un calcul réglementaire conventionnel permettant de vérifier la conformité à la réglementation thermique (RT) et la simulation thermique dynamique (STD) ?

Le calcul réglementaire RT va vous permettre de vérifier que votre bâtiment est conforme à la réglementation dans des conditions d’utilisation standardisée (conditions conventionnelles définies par la norme pour le climat et l’occupation intérieure). La complexité de ces calculs est allée croissante avec le perfectionnement des réglementations et fait appel à des logiciels dont le cœur de calcul est validé par le CSTB. Ces calculs s’intéressent aux résultats macroscopiques exprimés sous forme de ratios : la consommation d’énergie primaire (Cep) et les émissions de gaz à effet de serre (GES) ramenées à la surface de référence thermique du bâtiment. Un autre critère a été introduit à la suite de la canicule de 2003 : la température intérieure conventionnelle (TiC). Cette valeur permet de vérifier que la température dans le bâtiment restera inférieure à un seuil conventionnel.

Les résultats restent donc globaux et ne permettent pas une optimisation fine du confort et des performances.

La STD va nous permettre une approche beaucoup plus fine. Les échanges thermiques seront étudiés non seulement entre le bâtiment et l’extérieur mais aussi au sein du bâtiment entre les différentes pièces. Cela va permettre de mieux prendre en compte les transferts de chaleur par les parois (conduction, convection, rayonnement) et par les déplacements d’air (ventilation, convection, ouverture des portes,…). Elle va aussi permettre de mieux prendre en compte l’inertie réelle du bâtiment.

L’inertie est une caractéristique des matériaux mis en œuvre pour la construction. Ils confèrent aux parois une capacité à stocker plus ou moins de chaleur (comme un volant d’inertie sur une machine tournante stocke de l’énergie cinétique et permet d’améliorer la régularité de la rotation et d’entretenir le mouvement).

Plus l’inertie est forte plus la paroi va mettre du temps à changer de température donc elle va ralentir la montée en température si l’air est plus chaud qu’elle ou la baisse de température si l’air est plus froid qu’elle.

Un bâtiment avec une forte inertie mettra donc plus de temps à changer de température ce qui est assez intéressant pour une occupation permanente comme un logement.

Les logiciels de simulation thermique dynamique vont donc étudier les échanges de chaleur entre le bâtiment et l’extérieur sur la base d’un fichier climatique représentatif d’une période particulière (canicule, grand froid) ou d’une année représentative. Ce fichier peut aller jusqu’à une précision d’une mesure toutes les ½ heures. Il prend en compte la température, l’humidité de l’air et l’ensoleillement (apports solaires gratuits).

Nous allons aussi définir pour chaque heure de la période étudiée, le taux d’occupation qui donnera les apports thermiques dus aux personnes présentes, les apports énergétiques internes (appareils, éclairages, processus,…).

Le logiciel pourra ainsi calculer les échanges thermiques avec l’extérieur et nous donner les besoins de chauffage et les consommations d’énergie induites. De plus, il permettra de déterminer pièce par pièce le film des températures sur la totalité de la période étudiée.

Cet outil est donc particulièrement performant pour optimiser le confort et déterminer l’efficacité des actions d’amélioration comme :

  • des volets,
  • des brise-soleil orientables ou fixes,
  • une ventilation double flux,
  • une ventilation naturelle nocturne…

Ou le choix des matériaux ou du mode constructif, vaut-il mieux :

  • de la brique,
  • des agglomérés de ciment,
  • un mur en béton,
  • une ossature bois,
  • une isolation par l’extérieur ou par l’intérieur ?

Cet outil peut vous aider dans la résolution d’un problème de confort thermique ou dans l’optimisation de votre projet pour limiter le recours à des solutions énergivores comme la climatisation.