Introduction
Simulation et complexité
Bibliographie
Introduction
Un des rôles essentiels de l'enveloppe
des bâtiments est de maintenir un climat intérieur
adapté aux activités de ses occupants. Cette régulation
concerne essentiellement la température et l'hygrométrie,
mais aussi la lumière, les bruits, la qualité de
l'air (pollutions).
Si le bâtiment peut assurer le confort
intérieur sans recours à des installations de chauffage
ou de refroidissement, on parle alors de fonctionnement passif.
Dans le cas contraire, on parle d'installations actives,
utilisant une ressource d'énergie payante pour maintenir
un niveau de confort recherché.
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 innovants. Etant
donné la complexité grandissante des systèmes
bâtiment- énergie- environnement, la simulation numérique
émerge comme approche et outil dans la conception des bâtiments.
Simulation et complexité
Définition:
SIMULATION (définition selon Dictionnaire
Universel Francophone Hachette)
- Reproduction expérimentale des conditions réelles
dans lesquelles devra se produire une opération complexe.
- Représentation d'un objet par un modèle analogue
plus facile à étudier.
- Modèle de simulation ou, par abrév., simulation:
représentation mathématique d'un certain nombre
d'éléments pouvant intervenir sur un système,
afin d'étudier les conséquences de la variation
de certains de ces éléments.
La simulation est le processus de développement d'un modèle
simplifié décrivant un système complexe et
son utilisation dans le but d'analyser et de prédire le
comportement du système réel.
Les 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
paraît et qui demande des connaissances), il est généralement
possible de développer un modèle adapté à
la prévision correcte du comportement du système
réel.
L’idée, relativement naïve, de pouvoir intégrer
aux logiciels une « intelligence » suffisante afin
de les rendre utilisables au profane a laissé la place
au constat que cette tâche n’est possible que pour
des applications relativement simples et très précises.
L’utilisateur a toujours besoin d’un minimum de connaissances
pour interpréter les résultats d’une façon
significative.
Fig. 1 : Il est important que l’utilisateur
possède quelques connaissances des bases théoriques
afin de ne pas être induit en erreur par des apparences
[Source Simos Yannas, AAGS 2001]
En réalité les outils ne savent ‘jamais’
exactement quoi faire et souvent le concepteur se trouvera face
à un problème que le logiciel n’est pas en
mesure de traiter directement. Le ‘savoir-faire’ de
la simulation réside dans la capacité de faire une
‘bonne simplification du problème’ ce qui permet
de réduire l’objet à un modèle simplifié
et mais représentatif de la réalité.
Le tableau ci-dessous donne une vue synthétique des méthodes
et outils de simulation et d’aide à la conception
en physique du bâtiment en fonction de l’échelle
de l’étude (résolution) et de l’avancement
du projet (temps).
Fig. 2 : Tableau des logiciels;
sont représentés les domaines qui s’appliquent
aux différentes méthodes en fonction de : l’évolution
dans le temps, depuis les études préalables jusqu’à
la fin de vie du bâtiment (abscisse),
la résolution (échelle logarithmique), du détail
géométrique au territoire (ordonnée).
Source: © LPAE eig - pg
Voir le graphique complet et informations
complémentaires >>> www.csbat.net
Bibliographie
url
Simulation et physique du bâtiment: http://www.csbat.net
Building Energy Software Tools Directory: http://www.eere.energy.gov/buildings/tools_directory/
Books
ISO 13791, "Performance thermique des bâtiments - Températures
intérieures en été d'un local sans dispositif
de refroidissement - Critères généraux et méthodes
de calcul", 1995
ISO 13792, "Performance thermique des bâtiments - Températures
intérieures en été d'un local sans dispositif
de refroidissement - Critères généraux pour
une méthode de calcul simplifiée), 1997
« Environmental design », CIBSE Guides, ISBN 0 90093
96 9, 1999
« Building energy and environmental modelling », CIBSE
Application Manual, ISBN 0 900953 85 3, 1998
« Integrating simulation in design », ibpsaNEWS, volume
13, number1, 2003
« Energy Simulation in Building Design (2nd Edn) »,
Butterworth-Heinemann, Clarke J A, 2001
« Simulation for performance based building and system designs:
some issues and solution directions », Jan Hensen, Center
for Buildings & Systems, Technische Universität Einhoven,
Netherlands
«Profiinfo III/99 Gebäude und Anlagensimulation»,
Informationsdienst BINE, Fachinformationszentrum Karlsruhe GmbH
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