COMMUNIQUE PRESSE
ALTO Ingénierie
15 janvier 2011
Droit de réponse sur « Les calculs dangereux et illusoires … »
Comme Mr Cadiergues, nous pensons que les outils de simulation thermique dynamique peuvent être dangereux. Néanmoins, nous souhaitons apporter quelques remarques à son analyse :
Une faiblesse purement mathématique ?
Une étude d’EDF a montré que le pas de temps d’une heure est trop long pour rendre compte du contrôle commande des équipements techniques, 10 voire 5 min est plus réaliste, voir encore moins pour certain traitement par air. Sous Virtual Environment, nous travaillons le plus souvent avec 10min et parfois 6 voire 3min. Les gains solaires liés au rayonnement direct sont assez bien pris en compte, ce qui est rarement le cas pour le rayonnement diffus. Virtual Environment calcule un masque sur ce diffus ce qui n’est pas le cas de tous les autres logiciels. Par contre le sol est mal modélisé, les apports solaires liés au rayonnement réfléchi par le sol sont donc mal approchés.
Une erreur courante avec les apports solaire est le calcul des apports solaires par flux rasant sur les vitrages, on a alors une multiplication de type surface_infini*flux très faible qui peut diverger sur un pas de temps et impacter fortement les résultats sans que cela soit forcément détectable.
Le calcul des facteurs de convection interne et externe est lui aussi une faiblesse de nombreux outils. Un défaut lié à une mauvaise exploitation ?
Le calcul de la part des apports gratuits utilisables pour le chauffage est un sujet important. Beaucoup d’erreurs sont diffusées dans les bilans simplifiés de vitrages qui comparent les apports solaires et les déperditions sur la saison de chauffe pour plusieurs types de vitrage et orientation. Ces erreurs sont d’autant plus vraies dans les bâtiments fortement isolés. Tous les logiciels de Simulation Thermique Dynamique prennent en compte la simultanéité « besoins de chauffage/apports solaires » et intègrent des nœuds de calcul dans l’inertie qui permettent de calculer la part des apports stockée et la part qui conduit à des surchauffes. Par contre, les logiciels simplifiés utilisent des formules plus ou moins précises (les ratios permettant d’évaluer la part des apports gratuits qui participent au chauffage) présentent des bilans faussés.
Un mauvais modèle ?
La plupart des logiciels de STD utilisent les équations de la thermique, notamment celle de la conduction et des méthodes mathématiques de résolution dynamique qui permettent d’éviter de simplifier la physique en utilisant un modèle de type RC.
Conclusion
Oui la simulation thermique dynamique est dangereuse. Comme avec tous les outils complexes il est facile de faire des erreurs. Néanmoins, les sources d’erreur les plus importantes sont aujourd’hui les hypothèses de fonctionnement du bâtiment qui sont les données d’entrée du calcul. La température de consigne en est un exemple : en logement la vraie moyenne est 21°C et non 19°C. Les scénarios d’apports internes, les fichiers météo et les pertes des équipements sont d’autres exemples. Quant au comportement des utilisateurs, il peut faire varier du simple au double les consommations, rendant les autres paramètres moins influents ! Finalement, on a donc le choix entre utiliser des logiciels dont la fiabilité ne cesse de croitre et ne pas les utiliser. Bien que perfectibles et nécessitant d’être utilisés par des spécialistes, ces outils d’aide à la conception nous semblent inévitables pour réaliser des bâtiments performants dans lesquelles l’ensemble des phénomènes de la physique (apports internes et solaires, infiltrations, inertie, ventilation naturelle…) interagissent, et déterminent ainsi les besoins énergétiques et les conditions de confort du bâtiment. Parallèlement, la meilleure façon pour progresser est d’instrumenter des bâtiments.