Interreg - Simulations "Maison pour la planète"

1.CONTEXTE GENERAL - Interreg III

Développement durable et comportements

La préservation de ressources épuisables à terme, leur mise à disposition équitable à l’échelle planétaire et la limitation d’émissions polluantes aux conséquences prouvées sur la santé, la biodiversité et le climat constituent des enjeux majeurs en matière de développement durable.

La sobriété des comportements, l’efficacité énergétique des équipements et l’utilisation prioritaire des énergies renouvelables sont les seuls moyens de lutte efficace contre ces phénomènes aux conséquences irrémédiables pour l’humanité.

Le secteur du bâtiment et l’effet de serre…

Dans ce contexte, les bâtiments constituent un élément important de la problématique puisqu’ils représentent à eux seuls en moyenne 44% de la consommation finale d’énergie de nos pays.

Des solutions commencent à émerger…

Depuis plusieurs années, des concepts de constructions de plus en plus économes ont vu le jour. En quelques années, nous sommes passés de la maison « faiblement consommatrice » à la « maison passive » (exemples allemands, américains,…). Ces bâtiments très performants ont des besoins énergétiques très faibles qui peuvent être couverts par des énergies renouvelables.

2. CONTEXTE LOCAL

Pour ce qui concerne les suisses et les français, ils ont également développé chacun des méthodes pour répondre aux questions de la qualité environnementale et énergétique des bâtiments.

Les français « pensent » qualité environnementale du bâtiment

L’approche française à travers la démarche « HQE » est basée sur la prise en compte du bâtiment dans sa globalité depuis sa construction jusqu’à sa démolition. 14 critères sont pris en compte regroupés en 4 axes : éco-construction, éco-gestion, confort et santé.

Les suisses « pensent » rendement énergétique du bâtiment

Les suisses ont développé leur recherche sur la question de la haute performance énergétique d’un bâtiment ce qui leur permet de produire des bâtiments qui consomment 40 kWh/m² par année alors qu’un bâtiment classique (français) en consomme 150 kWh/m².

3. OBJECTIFS

Ce travail consiste, à travers nos connaissances et des simulations numériques:

• à évaluer la qualité du confort inérieur
• à analyser et évaluer des choix constructifs
• à faire des propositons d'amélioration global du projet
• à procéder à la validation des propositions
• à énoncer une série de recommandations à appliquer sur le projet.

4. DEMARCHE

Nous avons procédé en plusieurs étapes.

• définition des matériaux et de la volumétrie du projet.
• construction d'un modèle tri-dimensionnel.
• étude du bâtiment à l'héliodon virtuel.
• détermination des paramètres du modèle numérique.
• construction du modèle numérique.
• validation du modèle.
• définition des effets possibles.
• simulation des différents effets possibles étudiés.
• création des fichier de sortie.
• compréhension et analyse des résulats.
• définition d'autres variantes, selon les résultats des effets étudiés.
• simulation des nouvelles variantes.
• création des fichier de sortie.
• compréhension et analyse des résultats.
• propositions.
• rédaction d'un rapport.

Pourquoi simuler ?

La raison principale est que des systèmes de la vie réelle sont souvent difficiles ou impossibles à analyser dans toute leur complexité. En déterminant soigneusement les éléments relevants et en ignorant les éléments peu signifiants du système réel (ce qui n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît et qui demande des connaissances), il est généralement possible de développer un modèle adapté à la prévision correcte du comportement du système réel.

Des bâtiments adaptés aux besoins, confortables et faibles consommateurs de ressources non renouvelables, économiques, simples et interactifs avec leur milieu, exigent plus de connaissances et d'études préalables. L'évolution des matériaux, spécialement le verre, les utilisations innovantes du bois et de matières recyclées, de nouveaux isolants, la recherche constante de nouvelles expressions architecturales et des exigences accrues de confort donnent lieu à la réalisation de bâtiments novateurs. Etant donné la complexité grandissante des systèmes bâtiment- énergie- environnement, la simulation numérique émerge comme approche et outil à la conception des bâtiments.

Outre la maîtrise des besoins en énergie, le recours aux outils de simulation numérique s'avère utile dans l’évaluation du confort hygrothermique, visuel et acoustique, en particulier des bâtiments d’une certaine importance intégrant des dispositifs de contrôle et de régulation passifs et actifs.

L'évaluation de l'impact microclimatique des constructions et aménagements prend également une importance croissante (accès et potentiels solaires, mouvements d'air, bilans hydriques, pollution...). De même, la simulation permet le dimensionnement et l’optimisation des systèmes techniques (protections, systèmes de ventilation/climatisation…) avec d'avantage de détail et de précision.