Simulation thermique dynamique - aide à la décision :

1- Maison basse consommation dans la Marne - optimisation énergétique Fiabitat

A quoi sert notre étude ?

L'objectif d'un projet de construction écologique est d'apporter le maximum de confort pour le minimum de dépense énergétique, en ayant un impact écologique le plus faible possible. En partant de ce principe, il apparaît que c'est en amont du chantier, pendant sa conception, que l'on peut valider par des choix la performance d'un projet.

Le travail d'aide à la décision, c'est cela. Nous pouvons vous conseiller pour que votre projet soit très confortable, en hiver comme en été, et vous indiquer la situation du projet vis à vis des indicateurs de performance. Il ne s'agit pas simplement de réaliser un calcul savant et de vous livrer des tableaux de chiffres hermétiques, mais de livrer des préconisations adaptées pour que le projet ait les performances maximales par rapport à votre budget, et de vérifier que chaque poste de consommation (chauffage, eau chaude sanitaire, éclairage, usages) soit maîtrisé.

Nous épaulons maîtres d'ouvrages et architectes et constructeurs. Nous intervenons selon une grille d'analyse que nous avons développé, et d'une modélisation en simulation thermique dynamique, ce qui sort du cadre des définitions réglementaires de type RT2005 ou BBC, beaucoup trop limitées pour optimiser un projet. Cela vous permet, si votre souhait est de faire un projet très performant, de disposer des informations objectives qui vous permettront d'améliorer la qualité du projet.

 

Ce sont des prestations adaptées pour :
- Maisons individuelles neuves ou rénovées.
- Collectifs, tertiaires.

La grille d'analyse "fiabiscope"

Pour qualifier la performance d'un projet, il faut partir d'un référentiel et d'un objectif. N'étant pas forcément très satisfaits des référentiels existants, qui vont considérer qu'un bâtiment est performant quand ses consommations primaires pour certains usages mais pas tous, déterminés selon des conventions et pas la réalité, se situent sous 50 kwh/m² d'une surface administrative (la SHON).
Nos critères vont donc s'intéresser à ces indicateurs :
- Le besoin utile de chauffage du projet par m² habitable
- La consommation d'énergie primaire non renouvelable réelle par m² habitable
- La facture énergétique globale, compris abonnements en € / m²
- Les dégagements de gaz à effet de serre réels en g Co2 / m² tous usages
- Un confort d'été dans toutes les pièces de vie défini en nombre d'heures au dessus de 28°C
- Le retour sur investissement pour comparer les solutions envisagées
- Le bilan écologique de l'enveloppe du bâtiment, et la comparaison environnementale de différentes solutions.

Indicateurs objectifs de performance - cliquer sur l'image pour l'agrandir

Au démarrage de l'étude, vous nous indiquez quel niveau de performance vous souhaitez atteindre sur chacun des objectifs, ainsi que les éléments du projet dont vous disposez (matériaux de structure, vitrages, moyens de chauffe, etc.). Nous vous indiquons comment le projet se situe par rapport à cette grille d'analyse, et les moyens pour augmenter la performance du projet.


Principe de notre intervention pendant l'élaboration des plans

Cette mission d'analyse thermique peut être complétée par différents modules proposés en option :
- Une optimisation du projet au niveau des esquisses (avant l'étude dynamique)
- Le calcul des ponts thermiques avec la livraison d'une fiche descriptive pour chaque détail
- La réalisation des détails de jonctions du projet, comprenant les réflexions pour l'obtention d'une très bonne étanchéité à l'air, ainsi que la relecture des documents descriptifs.
- La réalisation des plans de ventilation si votre choix sort de l'ordinaire (puits canadien, vmc double flux)
- La relecture des offres des entreprises, pour vérifier que leurs propositions sont cohérentes par rapport à votre demande
- La participation à la première réunion de chantier
- Les tests d'étanchéité à l'air

La simulation dynamique : comment ça marche ?

Une fois le projet validé dans sa volumétrie, nous réalisons une modélisation thermique du projet pour permettre une définition des choix en fonction des gains qu’ils gênèrent. La simulation thermique se distingue des calculs réglementaires par le fait que la saisie est beaucoup plus détaillée (on ne saisit pas que l'enveloppe extérieure et uniquement les lambda des matériaux), et intègre tous les paramètres qui influent sur le comportement thermique. Par exemple, tous les masques architecturaux, les bâtiments proches, les occupants, etc.

La saisie est multi zone. C'est à dire que les différentes pièces sont modélisées, et les scénarios de vie du bâtiment sont représentés. Par exemple : vous fermez les volets pendant un nombre d'heures données, les pièces de vie contiennent X équipements et X occupants selon un planning déterminé. Cela permet de considérer les apports internes réels et se rapprocher au plus juste de la réalité : le confort d'été par exemple va être impacté si vous n'occultez pas correctement les vitrages, ou si la pièce a une forte occupation qui générera beaucoup d'apports internes.
On peut voir l'impact de l'inertie finement puisque la masse volumique et la chaleur spécifique de tous les matériaux sont renseignés, pour les murs extérieurs mais aussi tous les murs intérieurs, ainsi que l'absorbsivité des revêtements de surface.

L'objectif de la simulation n'est pas de trouver un résultat mais d'optimiser un projet. C'est à dire que lorsque le bâtiment est saisi, on en tire pas un résultat pour le chauffage et un rapport plein de chiffres incompréhensible pour le néophite. Le projet est saisi et simulé, on peut voir si son comportement est satisfaisant, et quels gains gênèrent les autres choix que l'on aurait pu faire. Par exemple voir quelle serait la consommation de chauffage en fonction du mode de ventilation :

Ou de voir le comportement thermique estival du projet, évaluer pièce par pièce les températures constatées, en fonction de comment le bâtiment est utilisé : occultation des fenêtres ou pas, sur ventilation, mise en place d'un puits canadien, etc.

Pour le confort d'été, nous analysons le nombre d'heures passées à une température donnée, selon une année standard ou de type caniculaire pour voir :
- comment le projet doit être utilisé par ses occupants pour qu'il soit confortable en toute saison
- quelles optimisations sont nécessaires pour satisfaire au confort d'été si celui-ci n'est pas atteint : ajout d'inertie, ventilation naturelle assistée, masques et végétaux, puits canadien, modification du système constructif ou diminution de la surface vitrée.
Par exemple :
La pièce simulée en rouge avec sur ventilation dépasse 28°C plus de 40h. Le confort d'été n'est pas considéré comme satisfait. La deuxième simulation en vert présente la même pièce avec en plus un puits canadien. Le confort d'été est atteint (max 11h à 27°C)