Au cours de cette étude, nous avons tout d’abord montré l’intérêt de disposer d’une plate-forme de simulation permettant de moduler les niveaux de détail pour la représentation de cha-cune des zones d’un bâtiment.
Ensuite, nous avons montré l’intérêt d’utiliser une méthode plutôt qu’une autre pour la mo-délisation du comportement d’une zone particulière du bâtiment, en fonction des objectifs de l’étude et des contraintes thermiques, aérauliques et solutales imposées à cette zone. Ainsi, nos résultats montrent que l’approche zonale est adaptée pour l’estimation de l’évolution dynamique du champ de température en vue de la prédiction du confort thermique. En revanche cette ap-proche n’est pas en mesure de représenter de manière satisfaisante les détails de l’écoulement en conditions isothermes. Nous avons montré que la méthodeRANS k−ǫ à maille grossière se
révèle être une bonne alternative, et ceci pour des temps de calcul restant raisonnables pour des problèmes bi-dimensionnels.
Pour l’étude de la dispersion de gaz polluant ou toxique dans les bâtiments, nous avons mon-tré que les résultats d’exposition des occupants dépendent fortement de la capacité de la méthode de simulation utilisée à caractériser correctement la structure et l’intensité de l’écoulement dans un local. Ainsi, nous avons pu observer les limites de l’approche zonale, et démontrer l’intérêt d’utiliser des modèlesRANSk−ǫ à maille grossière ou conventionnelle dans ce type d’études.
La plate-forme SIMSPARK nous a ensuite permis d’implémenter les approches nodales et zonales d’une manière structurée, afin de faciliter l’échange et l’intégration de modèles issus de développements indépendants. Elle a également permis de mettre en œuvre différentes stratégies de couplage entre les méthodes de modélisation retenues. Quatre applications ont montré l’intérêt des différents couplages en vue d’une représentation pertinente des phénomènes de transfert dans les bâtiments.
Une approche zonale novatrice a pu être développée au sein de notre plate-forme de simu-lation. Bien que très prometteuse, cette étude demande cependant à être approfondie, afin de caractériser sa fiabilité. De même, les autres applications présentées dans ce document, montrent l’étendue des possibilités offertes par l’outil de simulation. Par conséquent, nous pouvons
désor-mais envisager de traiter un cas concret de bâtiment, dont les mesures expérimentales permettront de valider les approches proposées.
Ces perspectives peuvent prendre différentes formes. Nous pouvons d’une part envisager l’étude de l’impact d’un micro-climat urbain sur les consommations énergétiques d’un bâtiment. Dans ce cas, l’environnement extérieur serait traité à l’aide d’un modèleCFD, alors que le bâti-ment serait, quant à lui, modélisé par les méthodes nodale et zonale par exemple.
L’enrichissement de la librairie de modèles, pour caractériser notamment des systèmes éner-gétiques innovants, permettrait d’évaluer leur efficacité, et de tester leurs lois de contrôle asso-ciées pour différentes configurations de bâtiments.
Les concepts généraux mis en œuvre dans la plate-forme de simulation, permettent égale-ment de faire évoluer l’interface utilisateur pour l’approche nodale. Dans ce cas, nous pourrions utiliser une interface de saisie de la géométrie, ou de traduire des données générées avec des ou-tils de conception assistée par ordinateur (CAD) ou des systèmes d’informations géographiques (SIG).
Aussi, les procédures de couplage numérique mises en œuvre, peuvent s’appliquer à d’autres codes de simulation. Ainsi, nous pourrions envisager le couplage de l’approche nodale avec un code de calculLESpour la description d’une zone détaillée. Mais d’une manière plus large, tout code de simulation permettant d’appréhender des variables physiques influant sur les transferts de masse et de chaleur dans un bâtiment pourrait être couplé de la sorte. Par exemple, nous pourrions utiliser un code de calcul du rayonnement extérieur de manière à affiner les conditions aux limites au niveau de l’enveloppe, mais aussi pour la partie du rayonnement transmis par les vitrages. Ce type d’approches permettrait également d’envisager des études plus globales du comportement des bâtiments. Elle donnerait par exemple un moyen de définir des méthodologies de conception des bâtiments ou de quartiers d’habitations dans une stratégie de développement durable.
Ainsi, à plus long terme, nous pouvons envisager de bâtir une plate-forme de simulation per-mettant le partage de l’information entre différents codes de calcul liés au processus de concep-tion du bâtiment. Cette démarche est aujourd’hui amorcée, et l’interopérabilité entre codes de calcul devrait progresser rapidement dans les années à venir.
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