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Analyse numérique des ponts thermiques linéaires

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Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211

CYPE, en collaboration avec l’Université Miguel Hernández d’Elche (Espagne), et comme fruit du projet de recherche "Développement d’un outil software pour l’intégration de l’analyse numérique de ponts thermiques dans le calcul de la demande énergétique des bâtiments", financé par le Centre pour le Développement Technologique Industriel (CDTI) et cofinancé par le Fond Européen de Développement Régional (FEDER), a développé un outil informatique qui, à partir de la géométrie d’un bâtiment, est capable d’identifier et de calculer les ponts thermiques inclus dans son enveloppe thermique.

Ce projet apparaît dans le module Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211, qui calcule de façon précise la Transmittance linéaire des ponts thermiques que le logiciel CYPECAD MEP exporte à EnergyPlus™.

Projet de recherche

L’Université Miguel Hernández (UMH) et CYPE ont mené à bien le projet de recherche "Développement d’un outil software pour l’intégration de l’analyse numérique de ponts thermiques dans le calcul de la demande énergétique des bâtiments", financé par le Centre pour le Développement Technologique Industriel (CDTI) et cofinancé par le Fond Européen de Développement Régional (FEDER). Comme fruit de ce projet, un outil informatique a été élaboré (le module Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211 du logiciel CYPECAD MEP) qui calcule les ponts thermiques de l’enveloppe thermique des bâtiments via une analyse numérique par éléments finis.

Dans ce projet de recherche, CYPE collabore avec le Groupe d’Ingénierie Énergétique du Département d’Ingénierie des Systèmes Industriels de l’Université Miguel Hernández, dont les chercheurs ont participé à la définition initiale du projet, à la modélisation des ponts thermiques et à la validation des résultats finaux du logiciel.

Les ponts thermiques sont des zones de l’enveloppe des bâtiments dans lesquelles est mise en évidence une variation de l’uniformité de la construction (changement de l’épaisseur de la paroi extérieure, des matériaux utilisés, pénétration des éléments constructifs avec une conductivité différente, etc.). Elles présentent une résistance thermique inférieure à celle du reste des parois extérieures et supposent donc des pertes de chaleur dans les bâtiments.

La perte de chaleur par les ponts thermiques se répercute considérablement sur les résultats de la demande énergétique, étant donné qu’elle peut représenter, dans certains cas, jusqu’à 40% des pertes thermiques du bâtiment. C’est pourquoi il est indispensable d’analyser avec précision les caractéristiques des ponts thermiques pour réaliser un calcul ajusté de la consommation énergétique du bâtiment. C’est possible avec le module Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211 du logiciel CYPECAD MEP de CYPE.

Fonctionnement du module Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211

Activation du calcul de ponts thermiques linéaires

Une fois les éléments constructifs introduits dans le logiciel CYPECAD MEP, ce dernier identifie automatiquement les ponts thermiques de l’enveloppe du bâtiment lors du calcul (menu Résultats > Calculer) depuis les onglets Étude thermique ou Étude climatique du logiciel. Par la suite, dans le même processus de calcul, le module Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211 calcule les ponts thermiques détectés si l’utilisateur a activé l’option Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211 du dialogue Données générales (menu Ouvrage > Données générales).

Calcul réalisé

Le module Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211 réalise le calcul des ponts thermiques via une analyse numérique aux éléments finis basée sur le calcul bidimensionnel de transfert de chaleur de la norme EN ISO 10211. La Transmittance thermique de chaque pont thermique est obtenue via cette technique de simulation par ordinateur.

De cette façon, on obtient une analyse plus exacte du comportement réel des ponts thermiques, étant donné que sont pris en compte à la fois la position de l’isolation dans les éléments constructifs et les matériaux qui la compose.

Gestion des façades ventilées

Les façades ventilées se caractérisent par une lame d’air ventilée entre le revêtement et l’isolation. Ces solutions constructives sont de plus en plus utilisées pour limiter la demande énergétique des bâtiments. En effet, le réchauffement de l’air génère une ventilation continue dans le mur.

CYPECAD MEP. Analyse numérique des ponts thermiques linéaires

Le module Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211 analyse ces éléments  constructifs de la même manière que pour le calcul de leur transmittance thermique. Ainsi, dans le calcul des ponts thermiques des façades ventilées, on considère que la résistance thermique totale de la paroi s’obtient en négligeant la résistance de la lame d’air et celle des autres couches, situées entre celle-ci et le milieu extérieur, et en incluant une résistance superficielle extérieure correspondant à l’air calme, égale à la résistance superficielle intérieure de l’élément lui-même. La température de la lame d’air est considérée comme étant la même que celle de l’extérieur.

Résultats obtenus

Après le calcul, à l’aide de l’option Visualisation des ponts thermiques du menu Résultats, le logiciel affiche les schémas des arêtes des ponts thermiques (dessinées à l’écran avec les éléments constructifs) et montre le type de pont thermique détecté et sa transmittance. Il est possible d’obtenir plus d’informations sur le calcul des ponts thermiques en cliquant sur les arêtes. Vous pouvez ainsi obtenir le modèle de calcul utilisé dans l’analyse aux éléments finis (indiquant les matériaux, la conductivité thermique, les conditions de contour, etc.), la distribution des températures dans le pont thermique, la ligne de flux de chaleur, etc.

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Dans la première version de ce module, le calcul du Facteur de température superficielle intérieure n’est pas pris en compte, l’utilisateur devra donc le définir en introduisant sa valeur numérique.

Ponts thermiques linéaires analysés par le module

Actuellement, le module Résolution numérique des ponts thermiques EN 10211 possède les ponts thermiques les plus communs dans le bâtiment suivants:


Liaison d'un mur extérieur avec un plancher

Liaison d’un mur extérieur avec une cloison

Angle sortant de deux murs extérieurs

Angle rentrant de deux murs extérieurs

Liaison d’un mur extérieur avec une toiture

Liaison d’un mur extérieur avec un porte-à-faux

Liaison d’un plancher intermédiaire avec un balcon et un mur donnant sur l’extérieur
   

Les ponts thermiques intégrés dans cette analyse du calcul numérique seront complétés au fil des prochaines versions.

Permis de la licence d’utilisateur

Pour que le logiciel CYPECAD MEP puisse calculer automatiquement les ponts thermiques inclus dans l’enveloppe du bâtiment, la licence d’utilisateur doit contenir les modules suivants :

Liste de modules

Le logiciel CYPECAD MEP est un logiciel modulaire, chaque module réalisant une prestation bien définie. Les modules disponibles et leurs fonctionnalités sont consultables dans la liste de modules. Il est également possible d’acquérir un pack de modules, tels que définis dans notre Tarif. Error processing SSI file

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