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Conception thermique de quoi s'agit-il ?

Conception thermique de quoi s’agit-il ?

Découvrez ce qu’est la conception thermique et comment créer des modèles énergétiques et des simulations thermiques avec un logiciel d’analyse et de simulation d’énergie dynamique

La conception thermique est une véritable science appliquée qui, en combinant les principes de la thermodynamique, de la fluidodynamique et de la mécanique des fluides, vise à concevoir et gérer des systèmes physico-mécaniques capables de garantir le confort thermique et la qualité de l’air dans les espaces clos.

Ces systèmes comprennent des installations de chauffage, de ventilation, de climatisation et de réfrigération, qui sont essentielles pour créer des environnements confortables et sûrs pour les personnes qui utilisent ces espaces.

Dans cet article, nous verrons comment aborder au mieux ce sujet et quel outil de simulation énergétique dynamique des bâtiments utiliser afin d’optimiser l’ensemble du processus.

Image représentative des sources d'énergie utilisables dans les conceptions thermique

Image représentative des sources d’énergie utilisables dans les conceptions thermique

Domaines d’application de la conception thermique

Il existe plusieurs domaines d’application de la conception thermique, dans cet article nous vous parlerons des plus importants qui ont le plus d’impact sur l’organisation générale du projet : 

  1. confort environnemental : cela concerne la conception et la mise en œuvre de systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation dans les bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels. L’objectif est de créer des environnements intérieurs qui soient thermiquement confortables toute l’année, indépendamment des conditions extérieures ;
  2. efficacité énergétique : la conception thermique est essentielle pour optimiser l’efficacité énergétique des installations thermiques. Cela inclut l’adoption de technologies et de stratégies de conception visant à réduire la consommation d’énergie et les émissions polluantes, telles que l’utilisation de systèmes de cogénération, de pompes à chaleur à haute efficacité et de solutions d’isolation thermique avancées ;
  3. durabilité environnementale : la conception thermique joue un rôle crucial dans la promotion de la durabilité environnementale. Cela inclut l’adoption de technologies à faible impact environnemental, telles que des systèmes de chauffage et de refroidissement alimentés par des sources renouvelables, et la mise en œuvre de stratégies de conception visant à réduire l’impact environnemental des installations thermiques sur l’écosystème environnant.

Qui est le concepteur thermique ?

Le concepteur thermique est un expert en conception de bâtiments et d’installations de chauffage, de refroidissement, de ventilation et de systèmes de production d’énergie à partir de sources renouvelables, avec un accent particulier sur l’efficacité énergétique.

Contrairement au passé, où le concepteur thermique était principalement un expert dans la gestion des installations traditionnelles, cette profession s’est aujourd’hui transformée en un « architecte de l’énergie » capable d’intégrer, dans ses projets, des solutions innovantes combinant des systèmes conventionnels avec des technologies de pointe telles que la géothermie, le solaire thermique et la domotique. Cette formation avancée permet aux concepteurs thermiques de relever des défis complexes, en tenant compte non seulement de l’efficacité de l’installation, mais aussi du bien-être des occupants et de l’impact environnemental.

Ainsi, le concepteur thermique joue un rôle crucial dans le processus de conception, contribuant de manière significative au bon fonctionnement et à la performance optimale des installations. Ses responsabilités et compétences sont essentielles pour garantir des environnements confortables, sûrs et énergétiquement efficaces.

Le concepteur thermique doit prendre en compte plusieurs aspects fondamentaux lors de la conception des installations. Parmi ceux-ci figurent le chauffage, la ventilation, la production d’eau chaude, la déshumidification et l’installation de certains générateurs. Chaque élément doit être soigneusement évalué pour assurer le bon fonctionnement harmonieux et efficace de l’installation dans son ensemble.

Le concepteur thermique est capable de concevoir et dimensionner les installations de manière à garantir un confort optimal aux occupants des bâtiments. Cela inclut la régulation précise de la température, de la qualité de l’air et des niveaux d’humidité, afin de créer des environnements intérieurs agréables et sains.

Il s’engage également à promouvoir une gestion économique des ressources. Cela signifie concevoir des installations énergétiquement efficaces, capables de réduire la consommation et les émissions polluantes, contribuant ainsi à la durabilité environnementale et aux économies économiques pour les utilisateurs finaux.

Conception thermique pour l'efficacité énergétique

Conception thermique pour l’efficacité énergétique

Implémentation du BIM (Building Information Modeling) dans la conception thermique

L’introduction du Building Information Modeling (BIM) a représenté un tournant majeur dans le domaine de l’énergie et de la conception thermique, offrant de nouvelles opportunités pour améliorer l’efficacité et la qualité des services offerts.

Le BIM est une méthodologie de travail qui permet de créer, gérer et partager des informations numériques détaillées sur un bâtiment ou une installation tout au long de son cycle de vie, de la conception à la démolition. Cette approche intégrée permet d’optimiser le processus décisionnel, de réduire les erreurs et les coûts, et d’améliorer la collaboration entre les différents acteurs impliqués dans le projet.

Il existe plusieurs avantages à utiliser le BIM dans son flux de travail, par exemple : 

  • amélioration de la qualité des services – grâce au BIM, il est possible d’obtenir une vision tridimensionnelle et intégrée des installations thermiques dans le contexte du bâtiment. Cela permet aux concepteurs d’évaluer plus efficacement les solutions de conception, d’anticiper les problèmes potentiels et d’optimiser les performances des installations, garantissant un résultat final de haute qualité ;
  • optimisation du processus de conception et de réalisation – le BIM facilite la collaboration entre architectes, ingénieurs et autres professionnels impliqués dans le processus de conception et de réalisation des installations. Grâce au partage d’un modèle numérique unique, il est possible de coordonner les activités de manière plus efficace, de réduire les délais de conception et de construction et d’améliorer la communication entre les membres de l’équipe ;
  • réduction des erreurs et des coûts – le BIM permet d’identifier et de résoudre les éventuels conflits ou erreurs de conception de manière préventive, réduisant ainsi le risque de retards coûteux et de modifications pendant la phase de construction. De plus, la possibilité de simuler le fonctionnement des installations thermiques dans le modèle BIM permet d’optimiser la dimension et la disposition des éléments, contribuant à réduire les coûts globaux du projet ;
  • meilleure efficacité opérationnelle – une fois la phase de conception et de construction terminée, le modèle BIM peut être utilisé pour soutenir les activités de gestion et de maintenance des installations thermiques. Grâce à la disponibilité d’informations détaillées et à jour, les gestionnaires peuvent planifier des interventions de maintenance préventive, optimiser la consommation d’énergie et garantir le bon fonctionnement des installations dans le temps.

Importance des outils pour la conception thermique

Dans la conception thermique, comme dans de nombreux autres domaines, l’utilisation des bons outils est fondamentale. Il est donc important de comprendre ce que l’on doit «exiger» d’un logiciel de simulation énergétique dynamique des bâtiments pour garantir le meilleur résultat possible. Ainsi, l’outil à utiliser doit : 

  • créer un modèle 3D et effectuer le calcul énergétique – il doit être possible de créer un modèle 3D architectural nécessaire pour le calcul énergétique à partir d’un fichier CAO au format DXF ou DWG ou d’un modèle BIM au format IFC standard ;
  • permettre de configurer le modèle et d’entrer les données – le logiciel doit permettre d’attribuer à chaque élément architectural les caractéristiques et les propriétés nécessaires à la simulation énergétique en utilisant, par exemple, une vaste bibliothèque d’objets BIM ;
  • intégrer le calcul des ponts thermiques – la possibilité d’identifier automatiquement tous les ponts thermiques accélère considérablement le travail et permet de corriger les erreurs en phase de conception. Il est cependant important de pouvoir choisir quels ponts thermiques évaluer dans le projet et de définir la transmission du pont thermique ;
  • effectuer le diagnostic des données et la simulation – le programme doit vérifier les données saisies avant de lancer la simulation thermique. Cela garantit que les données sont correctes et réduit le risque de devoir refaire le calcul ;
  • analyser les résultats – enfin, il doit être possible d’obtenir une visualisation détaillée des résultats du calcul, à la fois sous forme graphique et tabulaire. De plus, pouvoir comparer les différentes solutions et analyser les performances énergétiques, les consommations et les coûts.

Comment utiliser un logiciel de simulation énergétique

Voici comment vous pouvez utiliser un logiciel de simulation énergétique dynamique des bâtiments, ainsi que profiter des tutoriels vidéo qui vous montrent comment procéder correctement.

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