La gestion énergétique du bâtiment constitue un enjeu majeur, afin d'une part de tenir les engagements nationaux pris pour la réduction des émissions de CO2 et des gaz à effet de serre, et d'autre part d'aller vers une optimisation de la consommation énergétique tout en améliorant leur confort et leur qualité d'utilisation.
A ce titre la modélisation et la simulation des performances énergétiques des bâtiments (d'un point de vue thermique et électrique) sont des outils précieux pour intégrer cette maîtrise énergétique des bâtiments, et ce dès la phase de conception.
Verrous technologiques
A ce jour les outils informatiques de simulation et de modélisation sont utilisés pour travailler à la fois sur l'enveloppe du bâtiment via une approche zonale mais aussi sur les systèmes thermiques de climatisation, de chauffage et de ventilation (modèle 0D).
Les deux principaux environnements de simulation dynamique du bâtiment sont Energy+ et TRNSYS. De par leur complexité, ils sont peu utilisés par les professionnels du bâtiment. Néanmoins, il existe des outils plus conviviaux mais ils sont souvent dédiés à un domaine particulier.
Par ailleurs travailler sur le confort intérieur et la qualité de l'air implique d'utiliser une approche 3D :
 calcul de la tâche solaire
position des bouches de ventilation et d'extraction de l'air assurant un confort optimum
analyse de l'âge moyen de l'air et du transfert des polluants.
Par conséquent, la gestion énergétique globale du bâtiment nécessite une multitude d'outils dédiés sollicitant chacun une modélisation plus ou moins fine du même bâtiment.
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Expertise laboratoire
Recherche :
Optimisation des performances et du fonctionnement des systèmes thermiques et électriques intégrés dans le bâtiment
Intégrer les notions de confort thermique, d'éclairage (naturel et artificiel) et de qualité de l'air dans la gestion thermique des bâtiments
Développer des boîtes à outils spécifiques dédiées aux professionnels du bâtiments permettant d'intégrer la gestion énergétique du bâtiment dés les phases de conception.
Caractérisation :
Utilisation des différentes plates formes disponibles sur INES (INCAS, cellules PASSYS, banc d'essais thermiques, banc d'ensoleillement artificiel, banc d'intégration photovoltaïque) pour valider les modèles développés.
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Modélisation :
Modélisation multi échelles (composants, systèmes, bâtiment)
Réalisation de couplages faibles entre des codes 3D et 0D
Etudes des fonctionnements et des performances des systèmes intégrés dans le bâtiment pour différents scénarii
Intégrer le retour d'expérience dans le développement de nouveaux modèles.
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Innovation :
Travail collaboratif avec tous les acteurs majeurs dans le domaine de la thermique du bâtiment pour mutualiser les avancées en terme de modélisation et contribuer au développement d'un plateforme commune de modélisation.
Road-map technologique
Les perspectives de recherche et de développement dans le secteur de la modélisation et de la simulation des performances énergétiques du bâtiment sont orientées vers :
le développement de plateforme commune de simulation
le bâtiment virtuel intégrant l'ensemble des nouvelles technologies permettant une gestion énergétique globale (électrique, thermique et confort) du bâtiment.
Equipements
Utilisation des outils de simulation TRNSYS, ENERGY +, FLUENT
