Comment le thermicien économise de l’énergie

EnergyPlus, Pleiades ou encore ClimaWin : ces logiciels de simulation sont utilisés pour modéliser le comportement thermique d’un bâtiment, neuf ou en cours de réhabilitation, dans le but d’estimer sa consommation énergétique. Ils sont indispensables, ne serait-ce que pour vérifier la conformité du futur ouvrage à la règlementation thermique en vigueur et aux labels de performance énergétique visés par le maître d’ouvrage. Mais ils n’ont rien d’une partie de plaisir pour les bureaux d’études. «L’ingénieur thermicien doit saisir à la main de nombreux paramètres – géométrie, matériaux, environnement, climat… – avant de lancer le calcul du modèle thermique et d’analyser le confort, les déperditions, etc. détaille Donia Marzougui, ingénieur en efficacité énergétique des bâtiments BIM au sein de l’INES (Institut national de l’énergie solaire). La préparation est laborieuse. Les préconisations du bureau d’études se traduisent par des modifications de la maquette 3D de l’architecte et ainsi de suite. Chacun travaillant sur un support différent, ces allers-retours sont synonymes de perte de temps, voire d’informations.»

Le BIM est voué à fluidifier ce processus. «La maquette BIM est importée dans le logiciel de simulation, via un protocole d’interopérabilité (IFC, Green Building XML…), explique Donia Marzougui. L’ingénieur n’a plus besoin d’élaborer son propre modèle géométrique et gagne du temps. Il exécute la simulation thermique comme d’habitude et, si jamais des changements sont nécessaires, il pourra réaliser un nouveau calcul à partir de la maquette actualisée par l’architecte, sans avoir à tout recommencer. Le BIM change les pratiques du métier et requiert une période d’adaptation, mais il accélère les prises de décision, quant aux choix des matériaux par exemple. Il permet d’examiner plus rapidement plusieurs scénarios énergétiques.»

Détection automatique de ponts thermiques

L’idée de raccourcir ces longs processus a incité le CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment) à fusionner deux outils dont il est le promoteur : eveBIM, un «viewer» gratuit pour visualiser la maquette BIM, et Trnsys, logiciel de simulation thermique dynamique considéré comme une référence. «La maquette BIM, via IFC, est désormais compatible avec Trnsys et peut être enrichie avec les propriétés thermiques des matériaux notamment, commente Paul Sette, ingénieur dans la division Système d’information et Applications métier au CSTB. La simulation s’appuie sur l’enveloppe BIM 3D existante, ce qui supprime une étape. Toutes les dimensions sont systématiquement prises en compte dans le calcul des échanges thermiques entre les pièces adjacentes, avec l’extérieur, etc. Avec l’apport de maquette BIM 3D, les ponts thermiques sont aussi détectés de manière automatique. L’ingénieur économise plusieurs jours de saisie dans les projets de grande ampleur, temps qu’il pourra consacrer à optimiser les paramètres. C’est là où se situe sa valeur ajoutée. Enfin, Trnsys est très puissant mais très exigeant. Couplé à eveBIM, il se veut plus convivial, plus accessible.»

La maquette BIM et son export ont logiquement une incidence sur la simulation thermique ultérieure. «Que ce soit pour le dessin du modèle 3D ou la création de l’IFC, plusieurs options sont possibles, mais certains choix sont meilleurs que d’autres pour que la simulation thermique soit réussie, confie Paul Sette. Le CSTB a donc édité un guide de bonnes pratiques pour accompagner les architectes et les bureaux d’études. L’apparence de la maquette ne change pas, mais les outils utilisés dans le logiciel CAO seront mieux adaptés.»

Frédéric Monflier