Analyse des conséquences de la mise en place d'une stratégie énergétique d'un projet d'aménagement à l'échelle du quartier

1.4.5 La modélisation énergétique

La modélisation thermique repose sur de nombreuses hypothèses (formules utilisées, les paramètres négligés, modèle idéal. Si aujourd'hui on modélise les échanges thermiques d'une pièce ou d'un bâtiment, de nombreuses incertitudes résident toujours quant au résultat obtenu. Une modélisation plus détaillée intégrant par exemple les usages ou les matériaux composants les façades est onéreuse et coûteuse en temps. D'autres paramètres comme le masque de soleil, le rayonnement d'un bâtiment sur un autre et surtout le comportement humain peuvent modifier significativement le résultat d'une étude à l'échelle du bâtiment.

Modéliser le comportement énergétique d'un bâtiment présente de nombreuses incertitudes. Comment donc modéliser tout un quartier ? Beaucoup d'opérations urbaines plébiscitent leurs objectifs énergétiques alors qu'elles ne sont qu'en phase de planification ou de conception. Interrogeons-nous sur les méthodes qui peuvent être utilisées pour simuler les échanges thermiques aux deux échelles qui nous intéressent : celle du bâtiment et celle du quartier.

1.4.5.1 La modélisation énergétique d'un bâtiment * Une modélisation numérique classique pour les constructions neuves

Lorsqu'un promoteur et son architecte référent sont désignés pour concevoir un bâtiment ou un îlot, ils travaillent en général avec un bureau d'étude qui réalise les modélisations thermiques et qui vérifie que le projet architectural soit conforme aux performances énergétiques commandées. Souvent, les progiciels réglementaires par rapport aux règles de calcul de la RT 2005 (par exemple Clima-win®) sont utilisés.

* Se baser sur la réalité, l'opération de calage¹⁴

Pour réaliser une simulation thermique numérique sur un bâtiment existant, on peut procéder à une opération de calage dont le principe consiste à ajuster certains paramètres de modélisation sur un modèle numérique jusqu'à ce que les données de sortie du modèle correspondent à la réalité (température, taux d'humidité, etc.).

Les avantages des opérations de calage sont multiples. Elles permettent notamment de comprendre le fonctionnement des transferts thermiques au sein des bâtiments et de déterminer les valeurs de certains paramètres qui sont spécifiques à chaque bâtiment tel que le taux de renouvellement d'air. Certains éléments non soupçonnés comme la présence d'un pont thermique peuvent aussi être identifiés.

Une fois le modèle numérique établi, le comportement thermique du bâtiment est connu. Il est alors possible de changer certains paramètres (conductivité des murs, déperdition de façade, taux de renouvellement d'air, etc.) pour simuler les travaux d'amélioration et donc d'optimiser les prescriptions pour l'amélioration du bâti (type de matériaux, épaisseur, etc.).