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 paraît et qui demande des connaissances), il est généralement possible de développer un modèle adapté à la prévision correcte du comportement du système réel.

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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.

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.

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.

Classement traditionnel des outils de simulation

• Confort thermique
• Climat, données et analyse
• Accès solaire, ombrages
• Eclairage naturel / artificiel
• Propriétés hygrothermiques des composants
• Demande de chaleur, chauffage
• Simulation détaillée, chauffage / climatisation
• Simulation des systèmes passifs
• Mouvements d’air
• Energies alternatives / solaire actif
• Acoustique
• Outils d'audit et de vérification

Le marché actuel ne fait pas apparaître un unique logiciel qui répond de manière convaincante et globale à la demande en simulation, il s’agit donc plutôt de définir un ensemble d’outils spécifiques à cibler en fonction du type de problème à traiter.

Bibliographie

Givoni, B. (1998). Climate Considerations in Building and urban Design. Jonh Wiley and Sons, Inc., U.S.A.

Givoni B (1969, 1976) Man, climate and architecture. Applied science publishers.

Olgyay, V. (1963), "Design with climate", Princeton UP

Szokolay, S.V. "Solar Geometry. Passive and Low Energy Architecture", Department of Architecture, The University of Queensland, Australia, 1996

Olgyay & Olgyay, "Solar Control & Shading Devices", Princeton University Press, New York, 1957

Hagentoft, C.-E. (2001), Introduction to building physics, Studentenlitteratur, SE

Liens

Architecture à basse consommation d'énergie, Atlas Européen IDEA: http://www.idea-architecture.org