La Simulation Énergétique Dynamique : un outil complet pour l'efficacité énergétique des bâtiments
La simulation énergétique dynamique (SED) est une technique qui permet de calculer et d’optimiser les besoins en énergie d’un bâtiment. Utilisée principalement en phase de conception, elle permet d’aboutir à des bâtiments plus performants et plus durables.
I. Qu’est-ce que la simulation énergétique dynamique ?
Il s’agit d’une méthode de calcul avancée qui permet d'évaluer la consommation énergétique annuelle d'un bâtiment, en prenant en compte tous ses usages énergétiques et une éventuelle production locale d'énergie. On dit qu’elle est "dynamique" car elle prend en compte les variations temporelles des conditions environnementales et d'exploitation du bâtiment, permettant de modéliser plus précisément les variations saisonnières et quotidiennes de la consommation d'énergie.
Elle va au-delà de la Simulation Thermique Dynamique (STD), qui se concentre principalement sur les besoins thermiques du bâtiment, tels que le chauffage, le rafraîchissement et l'eau chaude sanitaire. Elle intègre également les consommations liées aux systèmes d'émission, de gestion et de régulation, de distribution, de stockage et de génération, ainsi qu'aux systèmes d'éclairage artificiel et, éventuellement, aux autres équipements présents dans le bâtiment. Elle permet également de prendre en compte les interactions entre les différents systèmes d'un même bâtiment ainsi qu'entre les systèmes et le bâti.
II. Les enjeux de la SED
La SED devient un outil incontournable pour la réalisation et la rénovation de bâtiments durables car elle permet de répondre à plusieurs enjeux que l’on peut classer en deux catégories : les enjeux globaux et les enjeux à l’échelle du bâtiment.
Enjeux globaux
Réduction des émissions de CO2 : les bâtiments sont responsables d'un tiers de la consommation mondiale d'énergie et des émissions de CO². Ainsi, en participant à l’efficacité énergétique du parc immobilier, la SED peut réduire les émissions liées à celui-ci.
Contexte réglementaire : de nombreux pays ont mis en place des réglementations visant à améliorer l'efficacité énergétique des bâtiments, comme la RE 2020 en France qui l’a rendue obligatoire. La SED peut aider les propriétaires de bâtiments à se conformer à ces réglementations en fournissant des informations détaillées sur la performance énergétique de leurs bâtiments.
Résilience du parc immobilier : en conséquence du réchauffement climatique, les bâtiments peuvent être plus vulnérables face aux aléas climatiques qui vont se renforcer. En participant à optimiser les consommations d’énergie et à tendre vers des bâtiments énergétiquement plus autonomes, ils seront plus adaptés pour y faire face.
Enjeux à l’échelle du bâtiment
Efficacité énergétique : elle permet d’identifier les principaux postes et pertes de consommation d’énergie du bâtiment et d’y apporter des mesures correctives pour pouvoir y pallier.
Contrôle intelligent de l'énergie : elle permet d’établir différentes stratégies d’efficacité énergétique en fonction de différents paramètres tels que le climat, les saisons mais aussi en fonction des caractéristiques architecturales et techniques du bâtiment ainsi que ses équipements. A titre d’exemple, la SED permet de simuler les performances énergétiques de différentes solutions techniques mises en œuvre, proposer les assemblages d’enveloppe les plus performantes comme le choix de l’isolation ou du vitrage, aider à choisir les systèmes de production de chaud et froid les plus efficaces, comme une chaudière à condensation à haut rendement ou une pompe à chaleur, évaluer l'efficacité de la gestion de l'éclairage artificiel, etc.
Estimation des futures consommations et prévision des coûts d'exploitation : en se basant sur les prix des énergies, la SED permet de comparer les différentes solutions énergétiques et d'estimer le coût global dès le début de la conception du projet, ce qui peut être très utile au maître d’ouvrage lors de l’élaboration des coûts prévisionnels.
III. Fonctionnement d’un logiciel de SED
La SED est structurée autour de deux composants clés : les interfaces et les moteurs de calcul.
Les interfaces, souvent graphiques, organisent les données d'entrée et de sortie de la simulation. Elles facilitent l'interaction de l'utilisateur avec le logiciel et permettent une visualisation claire des résultats.
Les moteurs de calcul sont le cœur des logiciels de SED. Ils calculent les consommations énergétiques et les conditions d'ambiance dans les zones du bâtiment à partir des données d'entrée. Ces calculs sont basés sur des modèles mathématiques complexes qui prennent en compte une multitude de facteurs.
Différents modules sont pris en compte dans le calcul des performances énergétiques du bâtiment afin de permettre une analyse complète, précise et plus réaliste. Parmi ces modules, on rencontre par exemple :
Un module d'enveloppe du bâtiment prenant en compte les propriétés thermiques des matériaux de construction, l'orientation du bâtiment, les fenêtres, les toits, etc.
Un module de systèmes de chauffage et de refroidissement qui simule les performances des différents systèmes de chauffage et de refroidissement utilisés dans le bâtiment. Il peut aider à choisir le système le plus efficace et à optimiser son fonctionnement.
Un module d'éclairage qui simule les besoins en éclairage du bâtiment et l'efficacité des différents systèmes d'éclairage
Un module d'occupation prenant en compte l'occupation du bâtiment (horaires d'occupation, nombre d'occupants, etc.) afin que la simulation soit plus précise.
Un module de conditions météorologiques prenant en compte les conditions météorologiques, y compris la température extérieure, l'ensoleillement, le vent, etc.
Pour conclure, la SED est un outil essentiel à l’efficacité énergétique des bâtiments. Son utilisation doit tendre à être systématiquement utilisée pour tout projet de construction et de rénovation et est déjà rendue obligatoire par exemple en France pour la construction de nouveaux bâtiments résidentiels et tertiaires.
Vous avez un projet de rénovation énergétique ? N’hésitez plus et contactez nous dès à présent pour être accompagné et trouver les solutions les plus adaptées à vos besoins.
Sources :
