AMAPOLA
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Le caractère innovant et la pertinence de cet outil ont été reconnus par le jury des « Trophées de la Transition Numérique du Bâtiment », qui a fait d’AMAPOLA l'un des outils finalistes de la catégorie « Performance énergétique et environnementale ».

Une nouvelle dimension pour Pleiades

Développé en partenariat avec la société Kocliko, AMAPOLA introduit une nouvelle dimension dans la conception énergétique des bâtiments : l’approche statistique.

Ce module vise à :

  • Quantifier le risque lié à la mise en place d'une cible énergétique dans le cadre de la Garantie de Performances Énergétiques
  • Optimiser la conception en tenant compte des occupants possibles et de leur comportement imprévisible
  • Gagner du temps et améliorer la conception par la détermination des paramètres les plus influents
  • Optimiser automatiquement les paramètres de conception pour trouver les meilleurs compromis entre coût, performance, confort, réglementation
Pour la première fois dans un environnement largement utilisé par les professionnels de l'énergétique du bâtiment, AMAPOLA enrichit les possibilités de calcul de Pleiades dans les domaines suivants :
  • Modélisation des occupants
  • Analyse d'incertitude
  • Analyse de sensibilité
  • Optimisation en simulation et calcul réglementaire

Modélisation des occupants

En Simulation Énergétique Dynamique (SED), la présence et le comportement des occupants est une donnée d'entrée du calcul, généralement représentée par différents scénarios. Par leur caractère approximatif, figé et incertain, ces scénarios s’avèrent insuffisants pour correctement représenter la réalité. Afin de simuler la diversité des manières d’habiter, AMAPOLA se propose de « donner vie » aux occupants.

Pour les usages résidentiels (et prochainement de bureaux), des modèles probabilistes de comportement des occupants, basés sur de nombreuses enquêtes (données de l'INSEE) et de campagne de mesures, simulent finement le comportement de chaque occupant. Les comportements simulés sont à la fois réalistes et variés.

En fonction de leurs caractéristiques socio-démographiques, les occupants virtuels vont et viennent dans et hors du bâtiment et vaquent à leurs occupations (sommeil, repas, tâches ménagères, travail, détente...). Ils interagissent avec le bâtiment en utilisant des appareils électriques et l'éclairage artificiel, en ouvrant ou fermant les fenêtres, en occultant plus ou moins les vitrages, en modifiant les consignes de température ou encore en puisant de l'eau chaude.

À partir des caractéristiques d'occupants saisies par l'utilisateur, AMAPOLA génère automatiquement l'occupation, les puissances dissipées équipement par équipement, l'ouverture des fenêtres et les occultations.

Cette fonctionnalité permet d'optimiser la conception en fonction du type d'occupants attendus, p.ex. des familles primo-accédantes, un étudiant ou des retraités dans le cas de logements.

Analyse d'incertitude pour la Garantie de Performances Énergétiques

La SED est l'outil de référence pour la prévision de consommations en construction neuve à hautes performances énergétiques ou en rénovation énergétique. L'un des enjeux majeurs de la Garantie de Performances Énergétiques (GPE) est d'estimer et de réduire les incertitudes qui limitent la fiabilité de ce type de prévisions.

L'outil d'analyse d'incertitude permet précisément de répondre à cet enjeu en quantifiant l'incertitude sur le résultat en fonction de l'incertitude sur les données d'entrée.

L'utilisateur est invité à définir l'incertitude sur les données d'entrée du calcul ; actuellement, il s'agit des éléments suivants :

  • Caractéristiques thermiques et épaisseurs des matériaux
  • Dimensions des parois
  • Caractéristiques thermiques et dimensions des portes et fenêtres
  • Ponts thermiques
  • Taux d'infiltrations et débits de ventilations
  • Consignes, occupations, puissances dissipées, occultations, besoins d'ECS
  • Efficacité des systèmes
  • Albédos

A l’aide d’une multitude de simulations, faisant intervenir les occupants virtuels vus plus haut et les paramètres incertains, AMAPOLA produit une distribution de résultats. L'analyse statistique de cette distribution permet de déterminer le niveau de confiance du résultat pour lequel le concepteur peut s'engager. Par exemple : "il y a Y% de chances que les consommations soient inférieures à X kWh" (avec possibilité de choisir le niveau de confiance Y à sa convenance).

Analyse la sensibilité des paramètres pour améliorer la conception

L'analyse de sensibilité permet d'identifier les paramètres qui influencent le plus les consommations et le confort.

Partant d'une liste de paramètres d'entrée variables ou incertains, AMAPOLA évalue le degré d'influence de chaque paramètre ainsi que les interactions avec les autres paramètres. Les paramètres sont ensuite classés par ordre d'influence sur la sortie considérée.

Cette analyse représente une précieuse aide à la conception : pour optimiser les performances d'un projet neuf ou pour la rénovation énergétique, le concepteur peut concentrer ses efforts sur les leviers les plus efficaces sans perdre de temps sur des paramètres peu influents.

Optimisation

La fonction d'optimisation détermine les meilleurs choix de conception pour atteindre une cible de performance (énergie ou confort) à partir d'un jeu de données d'entrée variable, sous une contrainte économique ou environnementale. Cette optimisation peut être appliquée à une simulation COMFIE ou à un calcul RT2012.

Cette fonctionnalité permet de réaliser en un temps réduit des analyse plus exhaustive et plus fiables, améliorant la qualité de vos études.

Des fonctionnalités évolutives

AMAPOLA est à ce jour diffusé avec les fonctionnalités détaillées ci-dessus. Les retours de nos utilisateurs ainsi que les nombreuses possibilités offertes par la base théorique de l'outil nous amèneront à enrichir AMAPOLA pour de nouvelles applications. Les pistes suivantes sont d'ores et déjà envisagées.

Analyse d'incertitude

  • Intégration de la variabilité du climat
  • Détermination du polynôme d'ajustement : permet la prévision d'un résultat sous la forme d'un polynôme fonction des principaux paramètres d'entrée incertains

Calcul en ligne

Les calculs d'incertitudes requièrent d'une centaine à plusieurs milliers de simulations. Dans la version actuelle d'AMAPOLA, ces calculs sont effectués en parallèle sur chaque cœur du processeur de l'ordinateur. Malgré cette réduction importante des temps de calcul, le processus demeure susceptible de durer plusieurs heures. Dans les versions ultérieures, le recours à des calculs délocalisés sur le cloud est envisagé pour ramener les temps de calcul au même ordre de grandeur que ceux d'une simulation classique.

Directement issu de la recherche

AMAPOLA est développé en partenariat avec la société Kocliko qui regroupe d'anciens chercheurs de Mines ParisTech ayant contribué à la mise au point des modèles diffusés dans AMAPOLA, notamment les modèles d'occupants et la propagation d'incertitude.

Un résumé de ces travaux est présenté dans le document téléchargeable ici.

Configuration nécessaire

AMAPOLA fonctionne sur ordinateur de type PC équipé de Windows 7, 8, 8.1, ou 10 (32 ou 64 bits).
  • Configuration minimale : Processeur 1 Ghz avec 1 Go de RAM sous Windows 7
  • Configuration recommandée : Processeur supérieur à 2 Ghz et RAM supérieure ou égale à 4 Go sous Windows 7 ou plus récent en 64 bits