esp-r : simulation dynamique de bâtiments · 2014-07-12 · esp-r logiciel de simulation dynamique...

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

ESP-r : simulation dynamique de bâtiments

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Cycles de vie des bâtimentsUtilisation d'énergie et ressources à toutes les étapes du cycle de vie

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Cycles de vie des bâtimentsUtilisation d'énergie et ressources à toutes les étapes du cycle de vie

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

L'utilisation des bâtiments

● Pertes

● Par les parois

● Ventilation

● Infiltrations

● Gains

● Apport solaire

● Appareillage électrique

● Chauffage

● Utilisateurs

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Conception intelligente des bâtiments

● Limiter les consommations d'énergie et de ressources à toutes les étapes

● Privilégier les savoir-faire par rapport à l'industrialisation

● Utilisation : Conception bioclimatique

● Maximiser les gains

● Minimiser les pertes

● En tenant compte du confort et des qualités architecturales

● Ecologie : méfiez vous des imitations et autres green-washing

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

En quoi un logiciel peut aider à cette tâche

● Aide aux choix

● Validation de choix

● Résolution de problèmes sur de l'existant

● Le bon-sens suffit souvent sur des projets de taille modeste, mais pas toujours...

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

ESP-r

● Logiciel de simulation dynamique de transferts d'énergie et de fluides

● Initié en 1974, évolutions depuis 1987 au sein de l'ESRU (Energy Simulation Research Unit), notamment à l'université de Strathclyde

● Tout est modélisable et paramétrable dans le temps

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

A qui s'adresse ESP-r

● Thermiciens, ingénieurs, architectes

● Nécessite de bonnes connaissances de la thermique et des échanges dans les bâtiments

● C'est un logiciel complexe pour faire face à des problématiques complexes

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Les étapes du travail avec ESP-r

● Définition du problème 

● Définition des données climatiques

● Définition des données du problème (matériaux, types de parois)

● Géométrie et composition du bâtiment

● Occupation du bâtiment (occupants, éclairage, appareillage, ventilation...)

● Ensoleillement

● Automatismes (chauffage, ventilation, occultations...)

● Simulation

● visualisation

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : Présentation du bâtiment - conception

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : Présentation du bâtiment - plans

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : Présentation du bâtiment - principes

● Maison individuelle neuve

● Ossature bois

● Isolation dalle et toiture en ouate de cellulose

● Isolation des murs en bottes de paille

● Triple vitrage

● Toiture végétalisée

● Grandes ouvertures au sud, pas 

d'ouverture au nord

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : Présentation du bâtiment - chantier

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Présentation du bâtiment - chantier

Présentation du bâtiment ­ structure

Présentation du bâtiment

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : Définition du problème

● 1- Etudier l'influence de l'inertie de la chape béton

● 2- Valider l'intérêt des masques solaires

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : données climatiques

● Fichier utilisé : Dijon

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : Données de construction

● Définir les matériaux et parois à l'avance permet de gagner du temps par la suite

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : occupation

● Présence d'occupants en fonction du temps

● Eclairage artificiel en fonction du temps

● Appareillage (ordinateur, télés...) et chauffage en fonction du temps

● Ventilation en fonction du temps

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : préparer la saisie de la géométrie

● Croquis ou schéma DAO indispensables !

● Ici, un modèle simplifié dans Blender permet d'avoir les coordonnées de chaque point.

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : géométrie et attributions

● Définition des parois et de leurs attributs (type de construction)

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : définition des obstructions solaires

● Ce sont des volumes optionnels qui ne jouent pas de rôle thermiquement mais juste dans le calcul des gains solaires.

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : simulation et résultats

● On définit une période de simulation, éventuellement des paramètresde calcul

● On lance la simulation

● On visualise et interprète les résultats

● On modifie éventuellement des données

● On recommence pour comparer

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : résultats, graphique de fréquence

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : Résultat, graphique 3D

● Un axe pour le jour, un axe pour l'heure de chaque jour

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : résultats , graphique 2D

● Semaine typique été, pas de masque solaire :

● T° intérieure et apports solaires

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Exemple : résultats , graphique 2D

● Semaine typique été, protections solaires :

● T° intérieure et apports solaires

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Energy plus

● La dernière version est open-source, licence dérivée de la MPL

● Moteur de calcul thermique dynamique

● Pas de GUI dans Energy-plus, mais de nombreuses existent :

● Des GUI complètes

● Des plugins pour d'autres logiciels (sketchup, Rhino, Blender)

●

● OpenStudio est une application opensource et cross platform pour utiliser Energy-plus

● Mais la version linux n'est pas complète

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

OpenDesign Studio : Blender pour Energy-plus et +

● Addon pour Blender 2.63a

● Permet de modéliser les bâtiments pour utiliser :

● Energy plus (thermique, ventilation, humidité)

● OpenFoam (simulation d'écoulements d'air)

● Radiance (simulation d'éclairage)

Matthieu Dupont de Dinechin #viralata_archiRMLL 2014

Merci de votre attention