Bureau d'études - Calculs thermiques numériques
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HEAT2 ponts thermiques
Les calculs numériques que nous proposons sont réalisés avec les logiciels HEAT2 et HEAT3 de la société Buildingphysics.

Ces logiciels réalisent des calculs en régime permanent et transitoire, en deux dimensions (HEAT2) et en trois dimensions (HEAT3). Les calculs transitoires utilisent des fichiers météo qui peuvent provenir de nombreuses sources (Meteonorm, TRNSYS, DOE...).

Ils sont utilisés par près de 1 000 consultants à travers le monde et plus de 100 universités et centres de recherche.
Les logiciels HEAT2 et HEAT3 sont validés selon les directives des différentes normes européennes (ISO 10211 pour ponts thermiques, ISO 10077-2 pour les profilés, ISO 13370 pour les pertes au sol).

 
Qu'est ce qu'un calcul numérique ?

Les calculs numériques sont des calculs informatisés détaillés permettant de déterminer le flux thermique bi ou tridimensionnel à travers des éléments de construction hétérogènes et pouvant à partir de cela déduire une valeur de transmission thermique U ou de pont thermique précises.

Pour cela un modèle numérique
est dessiné à l’aide d’un logiciel CAO (ex : le pre-processor intégré à HEAT) à partir d’un plan ou d'un schéma. Ensuite plusieurs étapes permettent d'obtenir le résultat souhaité (voir exemple ci-dessous).

Pour des informations plus poussées sur le calcul numérique :
. Thèse sur le logiciel HEAT2 (anglais)
. Cours sur les calculs numériques (français)
 
Pourquoi un tel calcul ?

Les calculs numériques donnent des résultats les plus précis et sont toujours applicables. Cette méthode prime sur toutes les autres (catalogues, calculs manuels ou calculs excel…).


Un calcul numérique est essentiel dans de très nombreux cas :


. Calculs règlementaires (RT2012...)
. Simulation Thermique Dynamique
. PHPP2007 (maisons passives)
. Projets R&D développement produits
. Comparaison de solutions pour la rénovation
. Insertion d'éléments métalliques
. ...

Les étapes d’un calcul thermique numérique


Nous souhaitons calculer précisément la performance thermique de cette paroi.
Le schéma suivant représente la composition d'une paroi après rénovation passive.
Ossature bois Rénovation passive
1. Modèle numérique
Créer un modèle numérique de l’élément à étudier. Ce modèle doit être conforme à la norme de la valeur thermique que l’on souhaite obtenir (ISO 10211, ISO 13370, ISO 13788…).
modèle numérique
2. Matériaux
Définir les caractéristiques thermiques des matériaux à l’aide des données du fabricant ou à défaut des normes matériaux (ISO 10456, règles Th-U).

Conductivité thermique
3. Conditions limites
On définit sur la géométrie du sujet de l'étude des conditions particulières dites "conditions limites", qui définissent les hypothèses physiques du problème (ISO 6946, ISO 13788…).
Conditions limites
4. Maillage
On passe ensuite à l'étape de maillage, qui consiste à "découper" virtuellement la géométrie étudiée en plusieurs éléments.

maillage
5. Résultats
Ensuite on passe à l'exécution des calculs de simulation grâce à des algorithmes mathématiques, qui aboutit à une visualisation des résultats du calcul.
schémas ci dessous : champ de température et densité de flux thermiques.
Performance thermique de la paroi : U = 0,161 W/(m².K).
champ de température et densité de flux
©Psi Thermique 2011