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Primordiale dans le secteur du bâtiment, la performance énergétique est au cœur de nombreux enjeux – environnementaux, réglementaires, économiques ou encore sociétaux. Dans ce contexte, la simulation énergétique évolue et de nouvelles technologies viennent renforcer sa puissance de calcul : comme dans la plupart des domaines, le cloud s’est invité à la fête avec le cloud computing, qui consiste à utiliser des serveurs informatiques en ligne. Mais quels sont ses bénéfices ? Quel est son impact sur la performance énergétique des bâtiments ? On fait le point !
Le principal atout du cloud computing ? C’est de pouvoir résoudre la problématique des pics de charge en facilitant la réalisation des calculs.
Historiquement, lorsqu’on avait d’importants calculs à réaliser, il fallait disposer de serveurs puissants au sein de son entreprise. Une fois les calculs – longs ou ponctuels – réalisés, les serveurs étaient bien souvent sous-utilisés. Pour se permettre un tel investissement, il fallait alors être une grande entreprise avec des besoins suffisamment lissés dans le temps. Avec le cloud computing, ce n’est plus nécessaire : le temps passe plus vite ! En effet, des calculs qui prenaient plusieurs jours, semaines ou mois, peuvent désormais être réalisés en quelques heures.
Mais d’où vient le cloud computing ?
Amazon Web Services fait figure de pionnier dans le domaine du cloud computing public. En 2006, l’entreprise mère Amazon Retail n’utilisant qu’une petite partie de ses serveurs a décidé de les ouvrir à des utilisateurs extérieurs. Ainsi est arrivée une nouvelle forme de mutualisation informatique permettant de louer un serveur à la demande, durant 1 heure ou moins !
Le cloud computing permet ainsi de faciliter les calculs relatifs à la performance énergétique… mais ce qui nous intéresse avant tout, ce sont ses avantages pour la simulation !
Lors de la phase de conception du bâtiment, il faut s’assurer que le bâtiment conçu aura des consommations d’énergie optimales. La simulation énergétique dynamique (SED) permet alors, avant même que le bâtiment ne soit construit ou rénové, de décrire précisément les éléments du bâtiment ayant un impact sur les besoins en énergie (épaisseur des murs, matériaux, systèmes de chauffage et climatisation, usages…). Après ajout des données météo, la SED prend en compte l’ensemble des phénomènes physiques en œuvre afin d’évaluer la température dans chaque pièce et la consommation d’énergie du bâtiment. Cette simulation, qui peut être effectuée via différents moteurs de calcul comme EnergyPlus, peut durer de une minute à plus d’une heure.
Dans cette phase de conception, on avance bien souvent « à tâtons » : il s’agit dans un premier temps de valider le modèle de calcul, puis de faire les simulations et de vérifier les résultats avant de procéder aux optimisations en faisant varier les paramètres. À chaque fois qu’un paramètre est modifié, il faut réitérer les calculs. Or, les logiciels de simulation tournent traditionnellement sur desktop, ce qui pose plusieurs problèmes de taille…
Avec le cloud computing, il est possible de louer un serveur le temps d’une simulation, voire plusieurs serveurs pour effectuer des traitements en parallèle. De quoi faire autant d’hypothèses que nécessaire, et ce, sans impact sur son poste de travail. Les bénéfices sont ainsi nombreux :
Le cloud computing permet également de faciliter la remontée des données et l’analyse de la data, ce qui va permettre, en phase d’exploitation, de vérifier que le bâtiment affiche une performance énergétique conforme aux niveaux attendus ou exigés.
Première mission, donc : collecter les données, les nettoyer et les analyser. Celles-ci étant accessibles via Internet et directement intégrées au réseau, il est beaucoup plus facile de les réunir et de les traiter. En parallèle, les modèles créés pendant la conception peuvent être utilisés avec les données de climat réelles, pour obtenir un objectif contextualisé. Les avantages du cloud computing sont alors les mêmes qu’en phase de conception… avec un petit plus : la possibilité d’automatiser les calculs pour des mises à jour ! En comparant les résultats sur données réelles aux simulations, on peut ensuite identifier les écarts et les analyser.
L’objectif ultime ? Pouvoir corriger dynamiquement le réglage des systèmes pour un meilleur pilotage de l’efficacité énergétique des bâtiments !
Enfin, le cloud computing permet d’aller plus loin dans la simulation énergétique. En guise d’exemple, la modélisation de chaque bâtiment au sein d’un éco-quartier pourrait conduire :
Le fait de pouvoir établir des calculs en parallèle laisse donc entrevoir la possibilité de travailler sur des questions complexes, auxquelles seuls des laboratoires de recherche pouvaient répondre jusqu’à maintenant. Une vraie opportunité !
Avec le cloud computing, la simulation énergétique est ainsi rendue beaucoup plus accessible aux ingénieurs, thermiciens et bureaux d’études !
Avant de se quitter, encore une petite question : n’est-il pas paradoxal de recourir à des serveurs énergivores pour envisager des économies d’énergie grâce à la simulation énergétique dynamique ? Bien sûr, la question est légitime. Mais sachez que la consommation générée par ces calculs n’est rien face aux gains d’énergie qu’ils permettent !
Crédit photo : Pexels / Panumas nikhomkhai
