Simulation Thermique Dynamique (STD)

La Simulation Thermique Dynamique consiste à utiliser des logiciels de modélisation afin de simuler la consommation énergétique d’un bâtiment durant une année d’opération typique. Bien souvent, la maitrise d’ouvrage et maitrise d’œuvre d’un projet immobilier ne sont pas familiers avec la simulation thermique dynamique et ne savent pas comment exploiter ce puissant outil afin d’aider la prise de décision durant la phase de conception. Correctement utilisée, la modélisation énergétique peut aider à optimiser la conception du bâtiment et permettre à l’équipe de conception d’analyser les mesures d’efficacité énergétique les plus pertinentes pour le projet.

La simulation thermique dynamique peut être utilisée pour:

  • Prédire la consommation énergétique du bâtiment durant une année d’opération typique.
  • Optimiser la conception du bâtiment en sélectionnant des solutions rentables afin de réduire les coûts d’opérations annuels.
  • Aider l’équipe de conception à prendre des décisions concernant les mesures d’économie d’énergie mises en œuvre dans le projet
  • Démontrer la conformité avec une réglementation thermique
  • Obtenir des points pour LEED crédit EA1 “Optimiser la Performance Energétique”


La simulation thermique dynamique est un processus continu. Le modèle devient plus détaillé et précis au fur et à mesure de l’avancement de la conception du bâtiment.

• Durant la phase d’étude d’esquisse (ESQ), la modélisation énergétique peut étudier l’impact des choix architecturaux sur la consommation énergétique du bâtiment. Un ingénieur spécialisé peut créer un modèle simplifié, avec par exemple une zone thermique par type d’occupation et orientation du bâtiment. Les décisions prises durant cette phase ont le plus d’impact sur la consommation énergétique globale du bâtiment, telles que : forme du bâtiment, orientation, compacité, répartition des surfaces vitrées, inertie thermique, isolation, etc. Ce type d’analyse est rarement disponible au début du processus de conception, bien que ce soit à cette phase que les opportunités d’économie d’énergie soient les plus importantes.

• Durant les phases d’études d’avant-projet sommaire (APS) et définit (APD), la modélisation énergétique permet à l’équipe de conception de se focaliser sur les mesures d’efficacité énergétique les plus prometteuses. En répartissant la consommation énergétique du bâtiment par type d’énergie et poste de consommation, l’équipe de conception peut se concentrer sur les principaux facteurs de consommation énergétique. Prenez par exemple ce projet, dont la modélisation en phase APS/APD a abouti aux résultats suivants :






Dans cette étude de cas, la climatisation et l’éclairage intérieur représentent ensemble plus de 50% de la consommation énergétique globale du bâtiment. Par conséquent, les mesures d’efficacité énergétique devraient se focaliser sur ces deux catégories. Il serait judicieux d’analyser les stratégies de réduction des charges de refroidissement. Si la charge de refroidissement est réduite, l’énergie nécessaire pour la ventilation et les pompes de circulation baisse également, car moins d’énergie est déplacée dans le bâtiment. De même, un système d’éclairage intérieur plus efficace réduira les gains internes du bâtiment et donc des besoins de climatisation.

La prochaine étape est d’examiner les sources de la charge de refroidissement du bâtiment. Dans cette étude de cas, les gains solaires au travers des vitrages ainsi que l’éclairage intérieur influencent le plus la charge de refroidissement du bâtiment. Par conséquent, les mesures d’efficacité énergétique à analyser à ce stage peuvent inclure : distribution des surfaces vitrées par orientation, système d’éclairage intérieur efficace avec contrôles associés, sélection du facteur solaire des vitrages le plus approprié, intégration de brise-soleil, etc.



• Durant la phase de conception détaillée du bâtiment (PRO), la modélisation énergétique permet de réaliser des études paramétriques. Les mesures d’efficacité énergétique peuvent être étudiées une à une en faisant varier un paramètre à la fois (par exemple : densité de puissance lumineuse, épaisseur de l’isolation, facteur solaire des vitrages, rendement des équipements CVC, etc.) afin d’estimer son impact direct sur la consommation énergétique globale du bâtiment.

• Durant la phase des plans d’exécution (EXE), la simulation thermique dynamique permet de comparer la conception du bâtiment avec un bâtiment de référence conforme à la réglementation thermique en vigueur.



Logiciels de modélisation énergétique

Les ingénieurs de GreenBIM Engineering utilisent des logiciels de pointe pour réaliser des simulations thermiques dynamiques afin d’orienter la maitrise d’œuvre et/ou maitrise d’ouvrage tout au long du projet et faciliter la prise de décision pour aboutir à la solution la plus efficiente possible.

L’équipe de modélisation utilise le logiciel Autodesk’s Revit afin de créer un modèle 3D simplifié du bâtiment en se basant sur les plans architecturaux du projet. La maquette numérique du bâtiment ainsi créée contient des informations sur les espaces intérieurs, les zones thermiques, l’enveloppe du bâtiment, les charges internes (personnes, éclairage et équipement) et les horaires d’opération.

Grâce au format d’échange Green Building XML (gbXML) les informations contenues dans la maquette numérique du bâtiment sont exportées vers un outil d’analyse technique.
Une simulation thermique du bâtiment est ensuite effectuée sur un outil spécialisé tel que :

eQuest v3.65
Trane Trace 700
Energy Plus


LEED et la Simulation Thermique Dynamique (STD)

La performance énergétique est un élément essentiel de l’écoconstruction. Le ‘Leadership in Energy and Environnemental Design’ (LEED) développé par le USGBC requiert une simulation thermique dynamique afin d’estimer la consommation énergétique du bâtiment et de quantifier ses économies par rapport à un bâtiment de référence basé sur le standard américain ASHRAE 90.1.

Tous les modèles énergétiques réalisés par l’équipe de GreenBIM Engineering ont été validés par l’institut ‘Green Building Certification Institute (GBCI)’ en charge de la vérification des projets LEED.