Optimisation de l'énergie solaire par approches bio-mimétiques et simulations dynamiques
Résumé :
Cette recherche porte sur l'optimisation du rayonnement solaire, comme source de lumière naturelle et de chaleur passive, dès les premières phases de conception architecturale. Le travail de conception de l'enveloppe et de ses composants permet d'importantes économies constructives d'énergie, dans un secteur du bâtiment très énergivore. Mais les apports naturels sont également sources d'éblouissement et de surchauffe. Il est alors indispensable de pouvoir jauger différents paramètres, à la fois antagonistes et complémentaires, afin d'aboutir à un bon compromis entre énergie(s) et confort, sur une période de temps annuelle. Des outils informatiques performants permettent de modéliser de manière de plus en plus fine et réaliste les phénomènes physiques en jeu et leurs interactions mutuelles. La relation entre les nombreux paramètres et les multiples objectifs n'étant pas linéaire, les solutions classiques ne peuvent pas être appliquées. Les approches évolutionnaires peuvent contribuer à répondre à ce problème complexe.
Nous étudions le couplage entre EnergyPlus et GenOpt, l'expérimentons sur différents modèles, puis proposons un utilitaire facilitant la visualisation des résultats. Les séquences de simulation montrent que la combinaison de paramètres distincts mène à une diversité de solutions, performantes du point de vue énergétique. Aussi, il est possible d'introduire les questions énergétiques dès l'esquisse, avec une précision des calculs et une variété de possibles, et d'intégrer cette problématique bien avant les stades de validation d'un projet.
Mots-clefs : énergie solaire, lumière naturelle, EnergyPlus, simulation thermique dynamique, GenOpt, optimisation, approche évolutionnaire