Simulation thermique pour aide à la décision :

Fiabitat Concept épaule les maîtres d'ouvrages et architectes souhaitant réaliser un projet en écoconstruction. Notre travail d'étude permet d'optimiser la consommation énergétique du projet. Nous intervenons selon une grille d'analyses que nous avons développé, qui sort du cadre des définitions réglementaires de type RT2005 ou BBC, mais qui vous permet, si votre souhait est de faire un projet très performant, de disposer d'informations objectives sur la qualité du projet.

 

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

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

Au démarrage de l'étude, vous nous indiquez quel niveau de performance vous souhaitez atteindre sur chacun des objectifs, ainsi que les élements 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.

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 génèrent. 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.

On voit par exemple différents profils de bâtiments en modélisation.

La saisie est multizone. 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 génèrera 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 génèrent 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, surventilation, mise en place d'un puits canadien, etc.

 

Les résultats du projet vous permettent d'avoir une vue sur les postes de consommation énergétiques tous usages :

Notre approche se distingue du calcul réglementaire par le fait que nous ne nous intéressons pas à la valeur en énergie primaire définie dans la réglementation thermique mais par rapport à la consommation primaire tous usages d'origine non renouvelable.
Cela revient à considérer les vrais facteurs de conversion des énergies et ne pas considérer ceux issus de conventions, notamment pour l'électricité (3.3 en réel contre 2.58 par convention).
Cela revient pour la biomasse et les énergies renouvelables à considérer uniquement les énergies fossiles et fissiles nécessaires pour aboutir au produit fini et pas l'énergie primaire du bois, considérée comme renouvelable et n'apportant pas de dégagement de gaz à effet de serre anthropique.

Ce qui change quelque peu les résultats, par exemple quand on chauffe avec un poêle à bois :

Cette approche est celle considérée par le calcul en construction passive et certains appels à projets régionaux (la Bourgogne notamment).

Nous regardons également comment se place le projet par rapport aux objectifs de départ.
- La performance de l'enveloppe du projet par rapport aux référentiels existants
- Au coût d'exploitation du projet en euros/m² par an pour tous usages (nous considérons un projet performant lorsqu'il présente un coût global inférieur à 10€/m².an)

- Par rapport à l'énergie primaire consommée (nous considérons un projet performant lorsqu'il présente un coût énergétique global inférieur à 120 kwh/m².an)
- Par rapport aux dégagements de gaz à effet de serre réels (nous considérons un projet performant lorsqu'il présente un dégagement inférieur à 6 g Co2/m².an tous usages)

Notre étude énergétique va donc au-delà de la simple simulation du comportement thermique du projet et de sa situation vis à vis des exigences réglementaires.
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 surventilation 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)

 

 

 

De quels éléments avons-nous besoin pour l’étude ?

Nous vous donnons un questionnaire à remplir et vous demandons les plans côtés à échelle 1/100ème minimum. Le projet doit être défini dans sa volumétrie. Vous nous joignez un plan de masse en précisant les masques proches.