{"id":2844,"date":"2026-08-14T15:53:15","date_gmt":"2026-08-14T13:53:15","guid":{"rendered":"https:\/\/inductance.be\/?p=2844"},"modified":"2026-06-29T16:12:13","modified_gmt":"2026-06-29T14:12:13","slug":"la-simulation-thermique-dynamique-prevoir-le-comportement-dun-batiment-avant-sa-construction","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/inductance.be\/nl\/la-simulation-thermique-dynamique-prevoir-le-comportement-dun-batiment-avant-sa-construction\/","title":{"rendered":"La simulation thermique dynamique : pr\u00e9voir le comportement d&rsquo;un b\u00e2timent avant sa construction"},"content":{"rendered":"<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"2844\" class=\"elementor elementor-2844\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-1563f8d0 e-flex e-con-boxed e-con e-parent\" data-id=\"1563f8d0\" data-element_type=\"container\" data-e-type=\"container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"e-con-inner\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-5075c7a9 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"5075c7a9\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<p><em>\u00ab Construire sans simuler revient aujourd&rsquo;hui \u00e0 concevoir un avion sans passer par une soufflerie. \u00bb<\/em><\/p><p><strong>Introduction<\/strong><\/p><p>Pendant des d\u00e9cennies, les b\u00e2timents ont \u00e9t\u00e9 dimensionn\u00e9s \u00e0 partir de calculs relativement simples.<\/p><p>Les ing\u00e9nieurs d\u00e9terminaient principalement :<\/p><ul><li>les besoins de chauffage ;<\/li><li>les d\u00e9perditions thermiques ;<\/li><li>les coefficients de transmission des parois.<\/li><\/ul><p>Cette approche \u00e9tait parfaitement adapt\u00e9e lorsque la principale pr\u00e9occupation concernait le confort hivernal.<\/p><p>Aujourd&rsquo;hui, la situation est diff\u00e9rente.<\/p><p>Le confort d&rsquo;\u00e9t\u00e9 d\u00e9pend d&rsquo;une multitude de ph\u00e9nom\u00e8nes qui \u00e9voluent en permanence :<\/p><ul><li>la position du soleil ;<\/li><li>les temp\u00e9ratures ext\u00e9rieures ;<\/li><li>la vitesse du vent ;<\/li><li>l&rsquo;occupation des locaux ;<\/li><li>les apports internes ;<\/li><li>l&rsquo;inertie thermique ;<\/li><li>la ventilation.<\/li><\/ul><p>Tous ces param\u00e8tres varient heure par heure.<\/p><p>Les calculs statiques deviennent alors insuffisants.<\/p><p>C&rsquo;est pourquoi les bureaux d&rsquo;\u00e9tudes utilisent d\u00e9sormais des <strong>simulations thermiques dynamiques<\/strong>, souvent abr\u00e9g\u00e9es <strong>STD<\/strong>.<\/p><p>Ces outils permettent de reproduire virtuellement le comportement r\u00e9el d&rsquo;un b\u00e2timent sur une ann\u00e9e compl\u00e8te, parfois minute par minute.<\/p><p>Ils constituent aujourd&rsquo;hui l&rsquo;une des \u00e9volutions les plus importantes de la physique du b\u00e2timent.<\/p><p><strong>7.1 Qu&rsquo;est-ce qu&rsquo;une simulation thermique dynamique ?<\/strong><\/p><p>Une simulation thermique dynamique consiste \u00e0 cr\u00e9er un mod\u00e8le num\u00e9rique tr\u00e8s pr\u00e9cis d&rsquo;un b\u00e2timent.<\/p><p>Le logiciel calcule ensuite son comportement au fil du temps en tenant compte de tr\u00e8s nombreux param\u00e8tres.<\/p><p>Contrairement \u00e0 un calcul classique, il ne fournit pas une valeur unique.<\/p><p>Il simule l&rsquo;\u00e9volution des temp\u00e9ratures pendant chaque heure de l&rsquo;ann\u00e9e.<\/p><p>Le r\u00e9sultat est une vision extr\u00eamement r\u00e9aliste du fonctionnement futur du b\u00e2timent.<\/p><p><strong>Les informations utilis\u00e9es<\/strong><\/p><p>Le mod\u00e8le num\u00e9rique int\u00e8gre notamment :<\/p><ul><li>la g\u00e9om\u00e9trie compl\u00e8te du b\u00e2timent ;<\/li><li>l&rsquo;orientation ;<\/li><li>les mat\u00e9riaux ;<\/li><li>les vitrages ;<\/li><li>les protections solaires ;<\/li><li>les syst\u00e8mes de ventilation ;<\/li><li>les \u00e9quipements techniques ;<\/li><li>les sc\u00e9narios d&rsquo;occupation.<\/li><\/ul><p>Le logiciel prend \u00e9galement en compte les donn\u00e9es climatiques locales.<\/p><p><strong>7.2 Pourquoi les calculs statiques ne suffisent plus ?<\/strong><\/p><p>Un b\u00e2timent ne fonctionne jamais dans des conditions constantes.<\/p><p>Prenons une journ\u00e9e estivale typique.<\/p><p>\u00c0 six heures du matin :<\/p><ul><li>les murs sont relativement frais ;<\/li><li>les vitrages ne re\u00e7oivent pas encore de soleil.<\/li><\/ul><p>\u00c0 midi :<\/p><ul><li>les fa\u00e7ades sud sont fortement expos\u00e9es ;<\/li><li>les apports internes augmentent.<\/li><\/ul><p>En soir\u00e9e :<\/p><ul><li>les fa\u00e7ades ouest deviennent les plus sollicit\u00e9es.<\/li><\/ul><p>Pendant la nuit :<\/p><ul><li>la ventilation refroidit progressivement la masse thermique.<\/li><\/ul><p>Chaque heure pr\u00e9sente donc une situation diff\u00e9rente.<\/p><p>Un calcul unique ne peut pas repr\u00e9senter cette complexit\u00e9.<\/p><p><strong>L&rsquo;inertie thermique<\/strong><\/p><p>Les simulations dynamiques permettent notamment de repr\u00e9senter l&rsquo;inertie des mat\u00e9riaux.<\/p><p>Un mur en b\u00e9ton n&rsquo;absorbe pas instantan\u00e9ment la chaleur.<\/p><p>Il se r\u00e9chauffe progressivement.<\/p><p>Il restitue ensuite cette \u00e9nergie avec plusieurs heures de retard.<\/p><p>Ce comportement est impossible \u00e0 repr\u00e9senter correctement \u00e0 l&rsquo;aide d&rsquo;un calcul statique.<\/p><p><strong>Tableau 7.1 \u2013 Calcul statique ou simulation dynamique ?<\/strong><\/p><table><thead><tr><td><p><strong>Calcul statique<\/strong><\/p><\/td><td><p><strong>Simulation thermique dynamique<\/strong><\/p><\/td><\/tr><\/thead><tbody><tr><td><p>Valeur unique<\/p><\/td><td><p>\u00c9volution heure par heure<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Chauffage principalement<\/p><\/td><td><p>Chauffage et confort d&rsquo;\u00e9t\u00e9<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Peu d&rsquo;interactions<\/p><\/td><td><p>Nombreuses interactions<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Rapide<\/p><\/td><td><p>Plus complexe<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Approche simplifi\u00e9e<\/p><\/td><td><p>Comportement tr\u00e8s r\u00e9aliste<\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><p><strong>7.3 Les donn\u00e9es m\u00e9t\u00e9orologiques<\/strong><\/p><p>La qualit\u00e9 d&rsquo;une simulation d\u00e9pend directement des donn\u00e9es climatiques utilis\u00e9es.<\/p><p>Les logiciels exploitent des fichiers m\u00e9t\u00e9orologiques contenant notamment :<\/p><ul><li>la temp\u00e9rature ext\u00e9rieure ;<\/li><li>le rayonnement solaire direct ;<\/li><li>le rayonnement diffus ;<\/li><li>l&rsquo;humidit\u00e9 ;<\/li><li>la vitesse du vent ;<\/li><li>la direction du vent ;<\/li><li>la n\u00e9bulosit\u00e9.<\/li><\/ul><p>Ces donn\u00e9es couvrent g\u00e9n\u00e9ralement une ann\u00e9e compl\u00e8te.<\/p><p>Chaque heure poss\u00e8de ses propres caract\u00e9ristiques.<\/p><p><strong>Les ann\u00e9es m\u00e9t\u00e9orologiques de r\u00e9f\u00e9rence<\/strong><\/p><p>Les simulations utilisent souvent des <strong>ann\u00e9es m\u00e9t\u00e9orologiques types<\/strong>.<\/p><p>Ces fichiers repr\u00e9sentent une ann\u00e9e statistiquement repr\u00e9sentative du climat local.<\/p><p>Pour les \u00e9tudes de r\u00e9silience climatique, il est \u00e9galement possible d&rsquo;utiliser :<\/p><ul><li>des ann\u00e9es particuli\u00e8rement chaudes ;<\/li><li>des sc\u00e9narios climatiques futurs ;<\/li><li>des vagues de chaleur extr\u00eames.<\/li><\/ul><p>Cette approche devient de plus en plus fr\u00e9quente.<\/p><p><strong>7.4 Les param\u00e8tres simul\u00e9s<\/strong><\/p><p>Une simulation thermique dynamique calcule simultan\u00e9ment un tr\u00e8s grand nombre d&rsquo;informations.<\/p><p>Par exemple :<\/p><ul><li>la temp\u00e9rature de chaque pi\u00e8ce ;<\/li><li>les besoins de chauffage ;<\/li><li>les besoins de refroidissement ;<\/li><li>les temp\u00e9ratures des parois ;<\/li><li>les apports solaires ;<\/li><li>les consommations \u00e9nerg\u00e9tiques ;<\/li><li>les p\u00e9riodes de surchauffe.<\/li><\/ul><p>Ces r\u00e9sultats permettent de comparer diff\u00e9rentes solutions avant m\u00eame la construction.<\/p><p><strong>Exemple<\/strong><\/p><p>Deux versions d&rsquo;une m\u00eame maison sont simul\u00e9es.<\/p><p>Dans la premi\u00e8re :<\/p><ul><li>aucune protection solaire.<\/li><\/ul><p>Dans la seconde :<\/p><ul><li>des screens ext\u00e9rieurs sont install\u00e9s.<\/li><\/ul><p>La simulation montre imm\u00e9diatement :<\/p><ul><li>la r\u00e9duction des temp\u00e9ratures int\u00e9rieures ;<\/li><li>la diminution des besoins de climatisation ;<\/li><li>l&rsquo;am\u00e9lioration du confort.<\/li><\/ul><p>Cette comparaison est obtenue sans r\u00e9aliser le moindre chantier.<\/p><p><strong>7.5 Les logiciels utilis\u00e9s<\/strong><\/p><p>Plusieurs logiciels de r\u00e9f\u00e9rence sont utilis\u00e9s dans les bureaux d&rsquo;\u00e9tudes.<\/p><p>Parmi les plus connus figurent :<\/p><ul><li>DesignBuilder ;<\/li><li>EnergyPlus ;<\/li><li>TRNSYS ;<\/li><li>IES VE ;<\/li><li>IDA ICE.<\/li><\/ul><p>Chaque outil poss\u00e8de ses sp\u00e9cificit\u00e9s.<\/p><p>Tous reposent cependant sur les m\u00eames principes physiques.<\/p><p>Ils utilisent des mod\u00e8les math\u00e9matiques valid\u00e9s par la recherche scientifique.<\/p><p><strong>Tableau 7.2 \u2013 Domaines d&rsquo;application<\/strong><\/p><table><thead><tr><td><p><strong>Objectif<\/strong><\/p><\/td><td><p><strong>Simulation thermique dynamique<\/strong><\/p><\/td><\/tr><\/thead><tbody><tr><td><p>Confort d&rsquo;\u00e9t\u00e9<\/p><\/td><td><p>\u2605\u2605\u2605\u2605\u2605<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Besoins de chauffage<\/p><\/td><td><p>\u2605\u2605\u2605\u2605\u2605<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Besoins de refroidissement<\/p><\/td><td><p>\u2605\u2605\u2605\u2605\u2605<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>\u00c9tude des protections solaires<\/p><\/td><td><p>\u2605\u2605\u2605\u2605\u2605<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Comparaison de variantes<\/p><\/td><td><p>\u2605\u2605\u2605\u2605\u2605<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Analyse des canicules<\/p><\/td><td><p>\u2605\u2605\u2605\u2605\u2605<\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><p><strong>\u00c9tude de cas<\/strong><\/p><p>Une \u00e9cole doit \u00eatre construite dans la province de Namur.<\/p><p>Deux variantes sont \u00e9tudi\u00e9es.<\/p><p><strong>Variante A<\/strong><\/p><ul><li>grandes baies vitr\u00e9es ;<\/li><li>aucune protection solaire.<\/li><\/ul><p><strong>Variante B<\/strong><\/p><ul><li>m\u00eames vitrages ;<\/li><li>brise-soleil orientables ;<\/li><li>ventilation nocturne ;<\/li><li>forte inertie.<\/li><\/ul><p>La simulation montre que :<\/p><ul><li>la variante A d\u00e9passe fr\u00e9quemment <strong>30 \u00b0C<\/strong> en \u00e9t\u00e9 ;<\/li><li>la variante B reste la plupart du temps sous <strong>26 \u00b0C<\/strong> sans climatisation.<\/li><\/ul><p>Le co\u00fbt suppl\u00e9mentaire des protections solaires est largement compens\u00e9 par l&rsquo;absence de syst\u00e8me de refroidissement actif.<\/p><p>Cette \u00e9tude illustre parfaitement l&rsquo;int\u00e9r\u00eat des simulations r\u00e9alis\u00e9es d\u00e8s la phase de conception.<\/p><p><strong>Encadr\u00e9 \u2013 Erreur fr\u00e9quente<\/strong><\/p><p>Croire qu&rsquo;une simulation thermique dynamique fournit une v\u00e9rit\u00e9 absolue.<\/p><p>Une simulation reste un mod\u00e8le.<\/p><p>Sa qualit\u00e9 d\u00e9pend :<\/p><ul><li>des donn\u00e9es d&rsquo;entr\u00e9e ;<\/li><li>des hypoth\u00e8ses retenues ;<\/li><li>de la pr\u00e9cision du mod\u00e8le.<\/li><\/ul><p>Elle ne remplace jamais l&rsquo;exp\u00e9rience de l&rsquo;ing\u00e9nieur.<\/p><p>Elle constitue un outil d&rsquo;aide \u00e0 la d\u00e9cision particuli\u00e8rement puissant.<\/p><p><strong>L&rsquo;\u0153il du certificateur PEB<\/strong><\/p><p>Les simulations thermiques dynamiques prennent une place croissante dans les projets complexes.<\/p><p>Elles permettent de d\u00e9montrer objectivement l&rsquo;efficacit\u00e9 d&rsquo;une strat\u00e9gie passive avant m\u00eame le d\u00e9but des travaux.<\/p><p>Leur utilisation devrait se g\u00e9n\u00e9raliser au cours des prochaines ann\u00e9es, notamment dans les b\u00e2timents publics et les constructions \u00e0 tr\u00e8s haute performance \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p><p>Pour le certificateur, elles repr\u00e9sentent \u00e9galement un excellent moyen de comprendre les causes r\u00e9elles des surchauffes observ\u00e9es sur le terrain.<\/p><p><strong>Transition<\/strong><\/p><p>Une simulation thermique dynamique peut fournir des milliers de r\u00e9sultats.<\/p><p>Encore faut-il savoir les interpr\u00e9ter.<\/p><p>Dans la prochaine section, nous apprendrons \u00e0 analyser les principaux indicateurs utilis\u00e9s par les bureaux d&rsquo;\u00e9tudes :<\/p><ul><li>temp\u00e9ratures op\u00e9ratives ;<\/li><li>degr\u00e9s-heures d&rsquo;inconfort ;<\/li><li>fr\u00e9quence des surchauffes ;<\/li><li>puissance de refroidissement ;<\/li><li>consommation annuelle.<\/li><\/ul><p>Ces indicateurs permettront au lecteur de comprendre les rapports de simulation et d&rsquo;\u00e9valuer objectivement la qualit\u00e9 thermique d&rsquo;un b\u00e2timent.<\/p><p><strong>7.2 Comment interpr\u00e9ter une simulation thermique dynamique<\/strong><\/p><p>R\u00e9aliser une simulation thermique dynamique repr\u00e9sente aujourd&rsquo;hui une \u00e9tape essentielle dans la conception d&rsquo;un b\u00e2timent performant.<\/p><p>Cependant, la qualit\u00e9 d&rsquo;une simulation ne d\u00e9pend pas uniquement du logiciel utilis\u00e9.<\/p><p>Elle d\u00e9pend \u00e9galement de la capacit\u00e9 \u00e0 interpr\u00e9ter correctement les r\u00e9sultats.<\/p><p>Une simulation moderne produit parfois plusieurs milliers de pages de donn\u00e9es.<\/p><p>Sans m\u00e9thode d&rsquo;analyse, il devient difficile d&rsquo;identifier les informations r\u00e9ellement utiles.<\/p><p>Cette section a pour objectif d&rsquo;expliquer les principaux indicateurs utilis\u00e9s dans les \u00e9tudes thermiques.<\/p><p>\u00c0 la fin de ce chapitre, le lecteur sera capable de comprendre les conclusions d&rsquo;un rapport de simulation et de dialoguer efficacement avec un bureau d&rsquo;\u00e9tudes.<\/p><p><strong>7.2.1 La temp\u00e9rature de l&rsquo;air<\/strong><\/p><p>Le premier r\u00e9sultat fourni est g\u00e9n\u00e9ralement la temp\u00e9rature de l&rsquo;air int\u00e9rieur.<\/p><p>Il s&rsquo;agit de la temp\u00e9rature mesur\u00e9e par un thermom\u00e8tre plac\u00e9 au centre d&rsquo;une pi\u00e8ce.<\/p><p>Cet indicateur est simple \u00e0 comprendre.<\/p><p>Il pr\u00e9sente toutefois une limite importante.<\/p><p>Le confort thermique ne d\u00e9pend pas uniquement de cette temp\u00e9rature.<\/p><p>Deux pi\u00e8ces affichant exactement <strong>25 \u00b0C<\/strong> peuvent procurer des sensations tr\u00e8s diff\u00e9rentes.<\/p><p>Pourquoi ?<\/p><p>Parce que les parois qui nous entourent influencent \u00e9galement les \u00e9changes de chaleur avec notre corps.<\/p><p>C&rsquo;est pourquoi les ing\u00e9nieurs utilisent un indicateur plus repr\u00e9sentatif :<\/p><p><strong>la temp\u00e9rature op\u00e9rative<\/strong>.<\/p><p><strong>7.2.2 La temp\u00e9rature op\u00e9rative<\/strong><\/p><p>La temp\u00e9rature op\u00e9rative combine :<\/p><ul><li>la temp\u00e9rature de l&rsquo;air ;<\/li><li>la temp\u00e9rature moyenne des surfaces environnantes.<\/li><\/ul><p>Elle repr\u00e9sente beaucoup mieux la sensation r\u00e9ellement per\u00e7ue par les occupants.<\/p><p>Prenons deux exemples.<\/p><p><strong>Exemple A<\/strong><\/p><p>Air :<\/p><p>25 \u00b0C<\/p><p>Murs :<\/p><p>25 \u00b0C<\/p><p>La sensation est tr\u00e8s agr\u00e9able.<\/p><p><strong>Exemple B<\/strong><\/p><p>Air :<\/p><p>25 \u00b0C<\/p><p>Toiture :<\/p><p>33 \u00b0C<\/p><p>Baie vitr\u00e9e :<\/p><p>36 \u00b0C<\/p><p>Le rayonnement des surfaces chaudes augmente fortement l&rsquo;inconfort.<\/p><p>La temp\u00e9rature op\u00e9rative devient nettement sup\u00e9rieure \u00e0 la temp\u00e9rature de l&rsquo;air.<\/p><p>Les occupants ont chaud malgr\u00e9 un thermom\u00e8tre affichant une valeur correcte.<\/p><p>Cette notion est fondamentale.<\/p><p><strong>Tableau 7.3 \u2013 Temp\u00e9rature de l&rsquo;air ou temp\u00e9rature op\u00e9rative<\/strong><\/p><table><thead><tr><td><p><strong>Indicateur<\/strong><\/p><\/td><td><p><strong>Repr\u00e9sentation du confort<\/strong><\/p><\/td><\/tr><\/thead><tbody><tr><td><p>Temp\u00e9rature de l&rsquo;air<\/p><\/td><td><p>Moyenne<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Temp\u00e9rature op\u00e9rative<\/p><\/td><td><p>Excellente<\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><p>Les \u00e9tudes de confort utilisent presque toujours la temp\u00e9rature op\u00e9rative.<\/p><p><strong>7.2.3 Les degr\u00e9s-heures d&rsquo;inconfort<\/strong><\/p><p>La plupart des r\u00e9glementations modernes ne se contentent plus de v\u00e9rifier la temp\u00e9rature maximale atteinte.<\/p><p>Elles analysent \u00e9galement :<\/p><ul><li>la dur\u00e9e des surchauffes ;<\/li><li>leur intensit\u00e9.<\/li><\/ul><p>Pour cela, elles utilisent souvent les <strong>degr\u00e9s-heures d&rsquo;inconfort<\/strong>.<\/p><p>Le principe est simple.<\/p><p>Chaque heure pendant laquelle la temp\u00e9rature d\u00e9passe une valeur de r\u00e9f\u00e9rence est comptabilis\u00e9e.<\/p><p>Plus la temp\u00e9rature d\u00e9passe ce seuil, plus le nombre de degr\u00e9s-heures augmente.<\/p><p><strong>Exemple<\/strong><\/p><p>Supposons une temp\u00e9rature limite fix\u00e9e \u00e0 <strong>26 \u00b0C<\/strong>.<\/p><p>Pendant une heure :<\/p><ul><li>la pi\u00e8ce atteint <strong>28 \u00b0C<\/strong>.<\/li><\/ul><p>Le d\u00e9passement est de :<\/p><p>2 \u00b0C.<\/p><p>Cette heure repr\u00e9sente donc :<\/p><p><strong>2 degr\u00e9s-heures.<\/strong><\/p><p>Si cette situation dure cinq heures :<\/p><p>Le total atteint :<\/p><p><strong>10 degr\u00e9s-heures.<\/strong><\/p><p>Cet indicateur refl\u00e8te beaucoup mieux le confort r\u00e9el qu&rsquo;une simple temp\u00e9rature maximale.<\/p><p><strong>7.2.4 Les heures de surchauffe<\/strong><\/p><p>Un autre indicateur tr\u00e8s utilis\u00e9 est le nombre d&rsquo;heures pendant lesquelles une temp\u00e9rature est d\u00e9pass\u00e9e.<\/p><p>Par exemple :<\/p><ul><li>nombre d&rsquo;heures au-dessus de 25 \u00b0C ;<\/li><li>nombre d&rsquo;heures au-dessus de 26 \u00b0C ;<\/li><li>nombre d&rsquo;heures au-dessus de 28 \u00b0C.<\/li><\/ul><p>Cette approche permet de comparer facilement plusieurs variantes de projet.<\/p><p><strong>Exemple pratique<\/strong><\/p><p>Deux solutions sont simul\u00e9es.<\/p><p><strong>Variante A<\/strong><\/p><p>210 heures au-dessus de 26 \u00b0C.<\/p><p><strong>Variante B<\/strong><\/p><p>38 heures au-dessus de 26 \u00b0C.<\/p><p>M\u00eame si les temp\u00e9ratures maximales restent proches, la seconde variante procure un confort nettement sup\u00e9rieur.<\/p><p><strong>7.2.5 Les besoins de refroidissement<\/strong><\/p><p>Les logiciels calculent \u00e9galement l&rsquo;\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour maintenir une temp\u00e9rature donn\u00e9e.<\/p><p>Cette valeur est g\u00e9n\u00e9ralement exprim\u00e9e en :<\/p><p><strong>kWh\/an.<\/strong><\/p><p>Elle permet :<\/p><ul><li>de dimensionner les \u00e9quipements ;<\/li><li>de comparer plusieurs strat\u00e9gies passives ;<\/li><li>d&rsquo;\u00e9valuer les consommations futures.<\/li><\/ul><p>Plus cette valeur est faible, plus le b\u00e2timent est performant.<\/p><p><strong>Tableau 7.4 \u2013 Principaux indicateurs<\/strong><\/p><table><thead><tr><td><p><strong>Indicateur<\/strong><\/p><\/td><td><p><strong>Utilit\u00e9<\/strong><\/p><\/td><\/tr><\/thead><tbody><tr><td><p>Temp\u00e9rature de l&rsquo;air<\/p><\/td><td><p>Information g\u00e9n\u00e9rale<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Temp\u00e9rature op\u00e9rative<\/p><\/td><td><p>\u00c9valuation du confort<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Temp\u00e9rature maximale<\/p><\/td><td><p>Analyse des pics de chaleur<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Degr\u00e9s-heures<\/p><\/td><td><p>Intensit\u00e9 des surchauffes<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Nombre d&rsquo;heures critiques<\/p><\/td><td><p>Dur\u00e9e des inconforts<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Besoins de refroidissement<\/p><\/td><td><p>Dimensionnement \u00e9nerg\u00e9tique<\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><p><strong>7.2.6 Les courbes horaires<\/strong><\/p><p>Les rapports pr\u00e9sentent souvent des graphiques montrant l&rsquo;\u00e9volution de la temp\u00e9rature heure par heure.<\/p><p>Ces courbes permettent d&rsquo;identifier :<\/p><ul><li>le moment o\u00f9 d\u00e9bute la surchauffe ;<\/li><li>la vitesse de r\u00e9chauffement ;<\/li><li>l&rsquo;efficacit\u00e9 de la ventilation nocturne ;<\/li><li>l&rsquo;influence du soleil.<\/li><\/ul><p>Leur interpr\u00e9tation apporte souvent davantage d&rsquo;informations qu&rsquo;une simple valeur annuelle.<\/p><p><strong>Un exemple<\/strong><\/p><p>Une courbe montre que :<\/p><ul><li>la temp\u00e9rature atteint son maximum \u00e0 <strong>18 heures<\/strong>.<\/li><\/ul><p>Une autre variante atteint son maximum :<\/p><ul><li>\u00e0 <strong>22 heures<\/strong>.<\/li><\/ul><p>Cette diff\u00e9rence traduit g\u00e9n\u00e9ralement un effet d&rsquo;inertie plus important.<\/p><p>Le b\u00e2timent stocke davantage la chaleur avant de la restituer.<\/p><p>L&rsquo;analyse devient alors beaucoup plus fine.<\/p><p><strong>7.2.7 Les simulations comparatives<\/strong><\/p><p>L&rsquo;un des principaux int\u00e9r\u00eats des simulations r\u00e9side dans la comparaison de plusieurs variantes.<\/p><p>Le bureau d&rsquo;\u00e9tudes peut tester successivement :<\/p><ul><li>diff\u00e9rentes protections solaires ;<\/li><li>plusieurs vitrages ;<\/li><li>plusieurs isolants ;<\/li><li>diverses strat\u00e9gies de ventilation.<\/li><\/ul><p>Quelques heures de calcul remplacent parfois plusieurs semaines d&rsquo;essais sur chantier.<\/p><p>Cette m\u00e9thode r\u00e9duit consid\u00e9rablement les risques d&rsquo;erreur.<\/p><p><strong>\u00c9tude de cas<\/strong><\/p><p>Une maison passive est simul\u00e9e selon quatre variantes.<\/p><p><strong>Variante 1<\/strong><\/p><p>Aucune protection solaire.<\/p><p><strong>Variante 2<\/strong><\/p><p>Screens ext\u00e9rieurs.<\/p><p><strong>Variante 3<\/strong><\/p><p>Screens + ventilation nocturne.<\/p><p><strong>Variante 4<\/strong><\/p><p>Screens + ventilation nocturne + forte inertie.<\/p><p>Les r\u00e9sultats montrent une diminution progressive :<\/p><ul><li>des temp\u00e9ratures maximales ;<\/li><li>des heures de surchauffe ;<\/li><li>des besoins de refroidissement.<\/li><\/ul><p>La quatri\u00e8me solution obtient les meilleurs r\u00e9sultats.<\/p><p>Elle permet de supprimer totalement la climatisation.<\/p><p>Cette \u00e9tude illustre parfaitement l&rsquo;int\u00e9r\u00eat des comparaisons successives.<\/p><p><strong>Encadr\u00e9 \u2013 Erreur fr\u00e9quente<\/strong><\/p><p>Comparer uniquement la temp\u00e9rature maximale.<\/p><p>Deux b\u00e2timents peuvent atteindre exactement <strong>29 \u00b0C<\/strong>.<\/p><p>Pourtant :<\/p><ul><li>le premier reste \u00e0 cette temp\u00e9rature pendant dix minutes ;<\/li><li>le second pendant huit heures.<\/li><\/ul><p>Le niveau de confort n&rsquo;a \u00e9videmment rien de comparable.<\/p><p>L&rsquo;analyse doit toujours int\u00e9grer la dur\u00e9e des surchauffes.<\/p><p><strong>L&rsquo;\u0153il du certificateur PEB<\/strong><\/p><p>Lorsqu&rsquo;une simulation met en \u00e9vidence un risque de surchauffe, la premi\u00e8re r\u00e9action ne devrait jamais \u00eatre d&rsquo;augmenter la puissance de climatisation.<\/p><p>Il est beaucoup plus pertinent d&rsquo;identifier la cause du probl\u00e8me.<\/p><p>Dans la majorit\u00e9 des cas, quelques modifications de conception suffisent :<\/p><ul><li>am\u00e9lioration des protections solaires ;<\/li><li>optimisation de la ventilation ;<\/li><li>augmentation de l&rsquo;inertie ;<\/li><li>adaptation des vitrages.<\/li><\/ul><p>Cette approche permet g\u00e9n\u00e9ralement d&rsquo;obtenir de meilleurs r\u00e9sultats tout en r\u00e9duisant les consommations futures.<\/p><p><strong>Transition<\/strong><\/p><p>Les simulations thermiques dynamiques sont aujourd&rsquo;hui devenues un outil incontournable.<\/p><p>Mais leur utilisation d\u00e9passe largement le simple calcul \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p><p>Dans la prochaine section, nous verrons comment elles permettent <strong>d&rsquo;optimiser un projet d\u00e8s les premi\u00e8res esquisses architecturales<\/strong>, en guidant les choix de l&rsquo;architecte, de l&rsquo;ing\u00e9nieur et du ma\u00eetre d&rsquo;ouvrage.<\/p><p>Nous d\u00e9couvrirons que quelques heures de simulation peuvent parfois \u00e9viter des erreurs qui co\u00fbteraient plusieurs dizaines de milliers d&rsquo;euros une fois le b\u00e2timent construit.<\/p><p><strong>7.3 Utiliser la simulation thermique dynamique comme outil d&rsquo;aide \u00e0 la conception<\/strong><\/p><p>La simulation thermique dynamique ne sert pas uniquement \u00e0 v\u00e9rifier qu&rsquo;un b\u00e2timent respecte une r\u00e9glementation.<\/p><p>Son int\u00e9r\u00eat principal est ailleurs.<\/p><p>Elle constitue aujourd&rsquo;hui <strong>un v\u00e9ritable outil d&rsquo;aide \u00e0 la conception<\/strong>.<\/p><p>Les projets les plus performants utilisent la simulation d\u00e8s les premi\u00e8res esquisses architecturales.<\/p><p>L&rsquo;objectif n&rsquo;est pas de corriger un projet termin\u00e9.<\/p><p>Il est de construire un projet performant d\u00e8s le d\u00e9part.<\/p><p>Cette approche change profond\u00e9ment la mani\u00e8re de concevoir les b\u00e2timents.<\/p><p>Au lieu de prendre des d\u00e9cisions sur la base de r\u00e8gles g\u00e9n\u00e9rales, l&rsquo;\u00e9quipe de conception peut mesurer objectivement les cons\u00e9quences de chaque choix.<\/p><p>Chaque modification devient quantifiable.<\/p><p><strong>7.3.1 La simulation d\u00e8s les premi\u00e8res esquisses<\/strong><\/p><p>Autrefois, les simulations \u00e9taient r\u00e9alis\u00e9es lorsque le projet \u00e9tait pratiquement termin\u00e9.<\/p><p>\u00c0 ce stade, les possibilit\u00e9s de modification \u00e9taient tr\u00e8s limit\u00e9es.<\/p><p>Aujourd&rsquo;hui, les meilleurs bureaux d&rsquo;\u00e9tudes interviennent beaucoup plus t\u00f4t.<\/p><p>D\u00e8s les premi\u00e8res esquisses, ils peuvent comparer :<\/p><ul><li>plusieurs implantations ;<\/li><li>diff\u00e9rentes orientations ;<\/li><li>plusieurs formes architecturales.<\/li><\/ul><p>Quelques heures de simulation permettent d\u00e9j\u00e0 d&rsquo;identifier les solutions les plus prometteuses.<\/p><p><strong>Exemple<\/strong><\/p><p>Deux maisons identiques sont \u00e9tudi\u00e9es.<\/p><p>La seule diff\u00e9rence concerne leur orientation.<\/p><p>Dans la premi\u00e8re :<\/p><ul><li>le s\u00e9jour est orient\u00e9 plein sud.<\/li><\/ul><p>Dans la seconde :<\/p><ul><li>le s\u00e9jour est orient\u00e9 sud-ouest.<\/li><\/ul><p>La simulation montre imm\u00e9diatement une augmentation sensible des risques de surchauffe dans la seconde variante.<\/p><p>Une simple rotation du b\u00e2timent permet donc d&rsquo;am\u00e9liorer durablement le confort.<\/p><p><strong>7.3.2 Tester plusieurs variantes<\/strong><\/p><p>L&rsquo;un des grands avantages de la simulation est sa rapidit\u00e9.<\/p><p>Une fois le mod\u00e8le cr\u00e9\u00e9, il devient possible de modifier un param\u00e8tre \u00e0 la fois.<\/p><p>Par exemple :<\/p><ul><li>remplacer un vitrage ;<\/li><li>ajouter un d\u00e9bord de toiture ;<\/li><li>modifier la couleur de la fa\u00e7ade ;<\/li><li>changer un mat\u00e9riau d&rsquo;isolation.<\/li><\/ul><p>Le logiciel calcule imm\u00e9diatement les cons\u00e9quences.<\/p><p>Cette m\u00e9thode permet d&rsquo;identifier les interventions les plus efficaces.<\/p><p><strong>Une d\u00e9marche scientifique<\/strong><\/p><p>Chaque hypoth\u00e8se est test\u00e9e.<\/p><p>Chaque r\u00e9sultat est mesur\u00e9.<\/p><p>Les d\u00e9cisions reposent sur des donn\u00e9es objectives plut\u00f4t que sur des intuitions.<\/p><p>Cette approche scientifique constitue aujourd&rsquo;hui la r\u00e9f\u00e9rence dans les projets de haute performance \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p><p><strong>Tableau 7.5 \u2013 Exemples de variantes \u00e9tudi\u00e9es<\/strong><\/p><table><thead><tr><td><p><strong>\u00c9l\u00e9ment modifi\u00e9<\/strong><\/p><\/td><td><p><strong>Impact \u00e9tudi\u00e9<\/strong><\/p><\/td><\/tr><\/thead><tbody><tr><td><p>Orientation<\/p><\/td><td><p>Apports solaires<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Surface vitr\u00e9e<\/p><\/td><td><p>Risque de surchauffe<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Facteur solaire<\/p><\/td><td><p>Confort d&rsquo;\u00e9t\u00e9<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>D\u00e9bord de toiture<\/p><\/td><td><p>Protection solaire<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Isolation<\/p><\/td><td><p>Besoins \u00e9nerg\u00e9tiques<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Inertie<\/p><\/td><td><p>D\u00e9phasage thermique<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Ventilation nocturne<\/p><\/td><td><p>Temp\u00e9rature maximale<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>V\u00e9g\u00e9tation<\/p><\/td><td><p>Microclimat<\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><p><strong>7.3.3 Identifier les solutions les plus rentables<\/strong><\/p><p>Toutes les am\u00e9liorations n&rsquo;ont pas le m\u00eame co\u00fbt.<\/p><p>Toutes ne produisent pas les m\u00eames b\u00e9n\u00e9fices.<\/p><p>La simulation permet donc de comparer :<\/p><ul><li>les gains thermiques ;<\/li><li>les investissements n\u00e9cessaires.<\/li><\/ul><p>Cette analyse \u00e9conomique est particuli\u00e8rement int\u00e9ressante.<\/p><p>Elle montre souvent que certaines interventions tr\u00e8s simples produisent des effets beaucoup plus importants que des \u00e9quipements co\u00fbteux.<\/p><p><strong>Exemple<\/strong><\/p><p>Une simulation compare trois solutions.<\/p><p><strong>Variante A<\/strong><\/p><p>Triple vitrage tr\u00e8s performant.<\/p><p><strong>Variante B<\/strong><\/p><p>Double vitrage avec screens ext\u00e9rieurs.<\/p><p><strong>Variante C<\/strong><\/p><p>Triple vitrage avec screens.<\/p><p>Les r\u00e9sultats montrent que les screens procurent un gain plus important que le remplacement du vitrage.<\/p><p>Le ma\u00eetre d&rsquo;ouvrage peut ainsi orienter son budget vers la solution la plus efficace.<\/p><p><strong>7.3.4 Optimiser la puissance des installations<\/strong><\/p><p>Les simulations permettent \u00e9galement de r\u00e9duire le co\u00fbt des installations techniques.<\/p><p>En diminuant les apports de chaleur :<\/p><ul><li>les besoins de climatisation diminuent ;<\/li><li>les \u00e9quipements deviennent plus petits ;<\/li><li>les co\u00fbts d&rsquo;investissement baissent.<\/li><\/ul><p>Cette optimisation est particuli\u00e8rement int\u00e9ressante dans les b\u00e2timents tertiaires.<\/p><p>Les \u00e9conomies r\u00e9alis\u00e9es sur les \u00e9quipements compensent parfois une partie importante des investissements consacr\u00e9s aux strat\u00e9gies passives.<\/p><p><strong>7.3.5 Les simulations de canicule<\/strong><\/p><p>Les logiciels modernes permettent d\u00e9sormais de simuler des \u00e9pisodes climatiques extr\u00eames.<\/p><p>Par exemple :<\/p><ul><li>plusieurs jours cons\u00e9cutifs \u00e0 <strong>35 \u00b0C<\/strong> ;<\/li><li>des nuits tropicales ;<\/li><li>des sc\u00e9narios climatiques correspondant \u00e0 l&rsquo;horizon <strong>2050<\/strong> ou <strong>2100<\/strong>.<\/li><\/ul><p>Cette approche permet de v\u00e9rifier que le b\u00e2timent restera confortable pendant toute sa dur\u00e9e de vie.<\/p><p>La conception ne repose plus uniquement sur le climat actuel.<\/p><p><strong>Tableau 7.6 \u2013 Questions auxquelles r\u00e9pond une simulation<\/strong><\/p><table><thead><tr><td><p><strong>Question<\/strong><\/p><\/td><td><p><strong>R\u00e9ponse obtenue<\/strong><\/p><\/td><\/tr><\/thead><tbody><tr><td><p>Les protections solaires sont-elles suffisantes ?<\/p><\/td><td><p>Oui \/ Non<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Une climatisation est-elle n\u00e9cessaire ?<\/p><\/td><td><p>Oui \/ Non<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Quelle puissance installer ?<\/p><\/td><td><p>Valeur optimis\u00e9e<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Quelle orientation est pr\u00e9f\u00e9rable ?<\/p><\/td><td><p>Comparaison objective<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Quelle solution est la plus rentable ?<\/p><\/td><td><p>Analyse co\u00fbt \/ performance<\/p><\/td><\/tr><tr><td><p>Le b\u00e2timent r\u00e9sistera-t-il aux canicules futures ?<\/p><\/td><td><p>\u00c9valuation possible<\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><p><strong>7.3.6 Les limites de la simulation<\/strong><\/p><p>Malgr\u00e9 ses nombreuses qualit\u00e9s, la simulation thermique dynamique ne constitue pas un outil magique.<\/p><p>Ses r\u00e9sultats d\u00e9pendent directement :<\/p><ul><li>de la qualit\u00e9 du mod\u00e8le ;<\/li><li>des donn\u00e9es m\u00e9t\u00e9orologiques ;<\/li><li>des hypoth\u00e8ses d&rsquo;occupation.<\/li><\/ul><p>Si ces hypoth\u00e8ses sont irr\u00e9alistes, les r\u00e9sultats le seront \u00e9galement.<\/p><p>L&rsquo;exp\u00e9rience de l&rsquo;ing\u00e9nieur reste donc indispensable.<\/p><p>La simulation ne remplace jamais le jugement technique.<\/p><p>Elle vient le compl\u00e9ter.<\/p><p><strong>\u00c9tude de cas<\/strong><\/p><p>Une commune pr\u00e9voit la construction d&rsquo;une nouvelle biblioth\u00e8que.<\/p><p>Les premi\u00e8res simulations r\u00e9v\u00e8lent des risques importants de surchauffe dans la salle de lecture.<\/p><p>Plusieurs variantes sont alors \u00e9tudi\u00e9es.<\/p><p><strong>Variante 1<\/strong><\/p><p>Ajout de climatisation.<\/p><p><strong>Variante 2<\/strong><\/p><p>Ajout de protections solaires.<\/p><p><strong>Variante 3<\/strong><\/p><p>Protections solaires.<\/p><p>Ventilation nocturne.<\/p><p>Toiture v\u00e9g\u00e9talis\u00e9e.<\/p><p>Les r\u00e9sultats montrent que la troisi\u00e8me variante r\u00e9duit les besoins de refroidissement de pr\u00e8s de <strong>70 %<\/strong>.<\/p><p>La puissance de la climatisation peut alors \u00eatre fortement diminu\u00e9e.<\/p><p>Le co\u00fbt suppl\u00e9mentaire des protections est largement compens\u00e9 par la r\u00e9duction des \u00e9quipements techniques.<\/p><p>Cette approche illustre parfaitement l&rsquo;int\u00e9r\u00eat \u00e9conomique des simulations r\u00e9alis\u00e9es d\u00e8s la phase de conception.<\/p><p><strong>Encadr\u00e9 \u2013 Erreur fr\u00e9quente<\/strong><\/p><p>Utiliser la simulation uniquement pour v\u00e9rifier la conformit\u00e9 r\u00e9glementaire.<\/p><p>La v\u00e9ritable valeur d&rsquo;une simulation appara\u00eet lorsqu&rsquo;elle est utilis\u00e9e comme un outil d&rsquo;optimisation.<\/p><p>Elle permet d&rsquo;am\u00e9liorer le projet bien avant le d\u00e9but des travaux.<\/p><p>Plus elle intervient t\u00f4t, plus son impact est important.<\/p><p><strong>L&rsquo;\u0153il du certificateur PEB<\/strong><\/p><p>Les simulations thermiques dynamiques deviennent progressivement un outil incontournable dans les projets les plus ambitieux.<\/p><p>Elles permettent de justifier objectivement les choix techniques et d&rsquo;\u00e9viter des erreurs difficiles \u00e0 corriger une fois le b\u00e2timent construit.<\/p><p>Dans les ann\u00e9es \u00e0 venir, leur utilisation devrait se g\u00e9n\u00e9raliser, notamment dans les b\u00e2timents publics, les \u00e9coles, les h\u00f4pitaux et les constructions \u00e0 haute performance \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p><p>Elles constituent aujourd&rsquo;hui l&rsquo;un des meilleurs investissements qu&rsquo;un ma\u00eetre d&rsquo;ouvrage puisse r\u00e9aliser en phase de conception.<\/p><p><strong>Transition<\/strong><\/p><p>Apr\u00e8s avoir \u00e9tudi\u00e9 les m\u00e9thodes de simulation, il reste \u00e0 d\u00e9couvrir comment ces outils sont utilis\u00e9s dans les projets les plus innovants.<\/p><p>Le prochain chapitre pr\u00e9sentera <strong>une s\u00e9rie d&rsquo;\u00e9tudes de cas r\u00e9els<\/strong>, issues de maisons passives, d&rsquo;immeubles de bureaux, d&rsquo;\u00e9coles et de b\u00e2timents publics.<\/p><p>Nous analyserons les choix techniques r\u00e9alis\u00e9s, les r\u00e9sultats obtenus et les enseignements qui peuvent \u00eatre transpos\u00e9s \u00e0 d&rsquo;autres projets.<\/p><p>Cette approche permettra de passer d\u00e9finitivement de la th\u00e9orie \u00e0 la pratique, en montrant comment les principes d\u00e9velopp\u00e9s dans cet ouvrage sont appliqu\u00e9s sur le terrain.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00ab Construire sans simuler revient aujourd&rsquo;hui \u00e0 concevoir un avion sans passer par une soufflerie. \u00bb Introduction Pendant des d\u00e9cennies, 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