Modélisation et Conception Bioclimatique

Les études Héliodon permettent de simuler l’ensoleillement d’un bâtiment, d’un îlot ou d’un quartier tout au long de l’année. En complément, l’étude des Ombres portées permet d’étudier finement l’accès à la lumière du soleil dont jouissent les différentes parties des bâtiments, ensemble de bâtiments ou espaces extérieurs, permettant d’identifier les zones fortement ombragées tout au long de l’année. Elle permet également de calculer le potentiel de production d’énergie renouvelable d’une toiture ou d’une façade par exemple.

Le facteur de vue du ciel correspond à la portion de ciel observable à partir de l’endroit considéré. Ce facteur dépend de la géométrie de l’espace environnant, et se réduit potentiellement avec la densité : il s’agit d’un indicateur important de la qualité de vie des usagers, qui prend en compte le niveau de confort visuel et d’éclairement naturel des espaces intérieurs et extérieurs, l’évacuation de la chaleur emmagasinée pour réduire l’effet d’ilot de chaleur urbain, et qui a aussi un impact sur le bien-être psychologique des usagers.

La STD modélise le comportement thermique des bâtiments, en fonction de leurs caractéristiques et de leurs usages réels (et non conventionnels) : qualités de l’enveloppe , systèmes, usages et apports thermiques, et régulation. Cette modélisation du bâtiment permet le calcul de besoins énergétiques réels nécessaires à sa bonne régulation thermique et au confort de ses occupants, et permet également de déterminer le besoin en éclairage artificiel du bâtiment, en prenant en compte les stratégies de régulation éventuelles.

La SED intègre les systèmes de production et de distribution climatiques, ainsi que les équipements terminaux, qui viennent compenser les consommations non renouvelables. La modélisation ainsi effectuée du bâtiment permet le calcul précis de toutes ses consommations, ce qui permet notamment de déterminer sa facture énergétique annuelle totale.

Les études CFD permettent d’étudier un écoulement de fluide dans un environnement donné. Très utilisées l’aérospatiale et l’automobile, elles permettent de modéliser et retranscrire sous forme graphique les phénomènes thermo-aérauliques et d’optimiser les traitement bioclimatique et climatique des espaces.

Cela est vrai tant dans les environnements intérieurs, notamment complexes ( par exemple, espaces intérieurs spécifiques comme les centres aqualudiques, ou encore pour établir des stratégies de ventilation favorables à la Qualité de l’Air Intérieur, et à la non dissémination d’agents pathogènes tels que le Covid-19), qu’aux abords des immeubles, ou encore à l’échelle des projets urbains (notamment en lien avec l’Effet d’Ilot de Chaleur Urbain).

Les études d’approvisionnement visent à identifier et à quantifier les sources d’énergie disponibles à l’échelle d’un bâtiment ou d’un quartier, afin de déterminer les stratégies énergétiques possibles et optimales, en intégrant une analyse en coût global du recours aux différentes sources d’énergie, ainsi que, notamment, les évolutions prédictibles des coûts des énergies en phase d’exploitation.

L’îlot de chaleur urbain désigne une étendue sous influence de la ville, pour laquelle la température atmosphérique est plus importante que celle observée dans la périphérie (banlieues et zones rurales).

Ainsi, la différence de température entre le centre d’une ville et sa périphérie rurale peut varier de 2 à 15°C. Les études de l’Effet d’Ilot de Chaleur Urbain sont des études d’ensoleillement à l’échelle de quartiers, complétées des études de la dynamique des vents sur le secteur (CFD), l’analyse des paramètres surfaciques (albédo) et d’occupation du sol, et qui débouchent sur des recommandations pour limiter la contribution des projets à l’effet d’ilot de chaleur urbain.

Tandis que les études de confort thermique sont obtenues via la STD (« STD Confort », permettant de prévoir les conditions thermiques d’occupation des bâtiments), les études de confort lumineux sont spécifiques : études de Facteur de Lumière du Jour et d’Autonomie Lumineuse.

Le facteur de lumière du jour est un indice qui d’éclairement naturel à l’intérieur des bâtiments, défini par le rapport entre l’éclairement intérieur sur un plan de travail ou le sol (hors éclairage artificiel) à l’éclairement naturel extérieur. Son optimisation permet d’apporter un confort visuel approprié dans chaque pièce par un éclairement naturel optimal, et de limiter le recours à l’éclairage artificiel pour réduire les consommations énergétiques. La taille et les propriétés des vitrages, la couleur des surfaces intérieures, les masques… influencent cette valeur.

L’autonomie lumineuse correspond quant à elle au pourcentage de temps pendant lequel la lumière naturelle suffit à assurer le niveau préconisé pour l’usage prévu. Elle est calculée en prenant en compte l’éclairement naturel direct et diffus au sein d’une pièce durant les heures de jour de la période d’occupation.