Calcul de la température du sol à 10m

Posez vos questions sur l'utilisation de la simulation thermique et énergétique dynamique

Modérateurs : Stephane_T, Renaud, Ludovic_B, Jean-Louis, Régis

jgh
Habitué
Messages : 43
Enregistré le : 01 févr. 2010 11:13
Localisation : Charente (16)

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par jgh » 09 févr. 2016 14:02

Si ça peut vous aider, j'ai retrouvé le document du CSTC dans mes archives.
Je tente de le transférer en pièce jointe.

Bonne lecture.

jgh
Habitué
Messages : 43
Enregistré le : 01 févr. 2010 11:13
Localisation : Charente (16)

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par jgh » 09 févr. 2016 14:40

Désolé, la taille du fichier dépasse tout juste 1 Mo et l'empêche d'être transféré.
Je fais suivre le document par email au support technique.

Avatar du membre
Régis
Administrateur
Messages : 4084
Enregistré le : 21 avr. 2010 08:47
Localisation : IZUBA énergies
Contact :

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par Régis » 09 févr. 2016 15:09

Le voici :
CSTC_Rapport_7.pdf
(1.05 Mio) Téléchargé 563 fois
Régis Bacabara
Tel. support : +33 (0)4 67 18 62 20
mail : support@izuba.fr

IZUBA énergies
35 Rue Gine
Ecoparc
34690 FABRÈGUES

Avatar du membre
Stephane_T
Administrateur
Messages : 369
Enregistré le : 28 janv. 2013 09:27
Localisation : IZUBA énergies
Contact :

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par Stephane_T » 10 févr. 2016 17:47

Je viens de jeter un oeil rapide sur ce document. Le modèle de sol dynamique proposé permet de calculer le flux perdu via le sol connaissant la température extérieure et la température intérieure. D'autre part, il ne considère que les évolutions de période annuelle de ces deux températures.

C'est probablement suffisant pour évaluer des déperditions sur l'année, mais dans le cas de COMFIE, ce modèle n'est pas directement applicable car la température intérieure n'est pas une donnée (du moins, pas hors période de chauffage ou de clim). D'autre part, COMFIE travaille en multizone, ce qui fait que la température peut être différente entre deux zones en contacts avec le sol.

Le modèle de sol actuel de COMFIE considère une température de sol non perturbée à 10 m et une résistance thermique entre le sol et la dalle (= modèle à une résistance). Il est très certainement améliorable, mais en l'état il n'est pas possible de le comparer à celui présenté dans ce document.

Notez que le modèle de sol présenté dans ce document est analogue à celui qui est utilisé pour les calculs d'échanges air/sol du puits climatique de COMFIE.
Stéphane Thiers
Ingénieur R&D
Tel. support : +33 (0)4 67 18 62 20
courriel : support@izuba.fr

IZUBA énergies
35 rue Gine
Ecoparc
34690 FABRÈGUES

jdpjav
Gourou
Messages : 353
Enregistré le : 27 oct. 2010 16:45

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par jdpjav » 18 mars 2016 17:41

Bonjour Stéphane,
Ainsi, si je comprends bien, autant le modèle Comfie serait pertinent pour les grands planchers sur terre plein, autant il serait trop optimiste sur les petits planchers des maison individuelles dont l'effet de pertes par les bords est loin d'être négligeable devant la perte vers le sol profond.
Puis-je me hasarder à une idée/proposition ?
Je comprends que revoir ce modèle n'est pas simple (et tant de choses sont à faire par ailleurs ...). Pourtant, ne serait-il pas envisageable de créer un contact spécial "sol extérieur" (par opposition à sol "profond") dont la température serait celle de l'extérieur au pas horaire (voir pondérée, amortie) et la résistance de la couche entre le plancher bas et ce "sol extérieur" serait à choisir par l'utilisateur (selon la configuration de son projet).
Cette valeur de résistance est certes difficile à évaluer, mais il me semble qu'elle est de toute façon (sauf cas particulier) bien inférieure au R5 des 10 m de sol profond. Ne pourrait-on pas considérer que, faute de mieux, elle pourrait s'évaluer sur la base de l'épaisseur moyenne de sol reliant le milieu de la bande périmétrique (les 1,2 à 2 m que l'on isole en général) au sol extérieur le plus proche. Longueur parcourue par le flux thermique qui n'est pas nulle quand on traite en ITE les soubassement jusqu'au pied de fouille).

Avatar du membre
Stephane_T
Administrateur
Messages : 369
Enregistré le : 28 janv. 2013 09:27
Localisation : IZUBA énergies
Contact :

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par Stephane_T » 24 mars 2016 18:25

Je note votre idée, mais j'ai du mal à voir comment l'utilisateur pourra correctement paramétrer un tel contact.
Pas sûr que la gestion des contacts soit facile à modifier car ça touche au maillage de COMFIE, partie très sensible et délicate du code...
Stéphane Thiers
Ingénieur R&D
Tel. support : +33 (0)4 67 18 62 20
courriel : support@izuba.fr

IZUBA énergies
35 rue Gine
Ecoparc
34690 FABRÈGUES

Clement_R
Spécialiste
Messages : 57
Enregistré le : 12 févr. 2014 16:55
Localisation : Laboratoire de Gestion Energétique du Bâtiment - INES

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par Clement_R » 13 oct. 2016 17:17

Bonjour,

Je me cale sur ce sujet pour éviter d'en ouvrir un nouveau.

Je fais actuellement une étude de comparaison des possibilités offertes par Pleiades + COMFIE et EnergyPlus pour faire de la STD à l'échelle quartier. J'essaie donc d'avoir 2 mises en données du modèle de quartier que je souhaite simuler les plus proches possibles, pour que les différences de résultats ne soient pas liées à des différences de mise en données du modèle.

Je bloque sur les températures de sol.

Dans EnergyPlus, la température du sol est une donnée d'entrée. Plus précisément, on fournit un objet "Site:GroundTemperature:BuildingSurface" qui contient 12 champs, un pour chaque mois de l'année. Dans chacun de ces champs, la température indiquée correspond à la température de surface extérieure qui sera attribuée à toutes les surfaces étant en contact avec le sol. Par défaut, toutes ces températures sont égales à 18°C. Les fichiers météos .epw contiennent des températures moyennes mensuelles de sol, mais elles ne sont pas utilisées par EnergyPlus.

Pour renseigner Pleiades+COMFIE en données météo, j'ai utilisé MétéoCalc pour transformer le fichier .epw que j'utilise pour E+ en fichier .try. La température de sol à 10m de profondeur qui a été calculée est de 13°C. D'après ce que je peux lire ici : http://docs.izuba.fr/fr/index.php/B%C3% ... 3%A2timent, pour les surfaces en contact avec le sol P+C utilise "la température du sol corrigée par la température extérieure", avec le modèle décrit ici : http://docs.izuba.fr/fr/index.php/FAQ_P ... D_Comfie_1

Y-a-t-il un moyen de récupérer, parmi les données de sortie générées par P+C, les températures de sol utilisées comme températures de surface extérieure pour les surfaces en contact avec le sol ? Cela me permettrait de les injecter dans EnergyPlus pour avoir une équivalence entre les données de l'environnement utilisées...

jdpjav
Gourou
Messages : 353
Enregistré le : 27 oct. 2010 16:45

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par jdpjav » 13 oct. 2016 19:19

Bonjour,
Désolé Clement_R d'être bien incapable de t'aider.
Mais la ré-ouverture de ce sujet m'amène à un autre questionnement ...

On a bcp parlé des Pb en contact sol sans avoir encore (hélas, mais tant de chats sont à fouetter : les pôvres) de réponses et moyens très clairs pour ces flux thermiques là.

Mais qu'en est-il des parois verticales mise en contact sol ?
Par exemple, un mur adossé à un talus sur toute sa hauteur de 2,5 m.
Si je ne me trompe P+C va là calculer un flux à partir d'une R additionnelle de 5 et d'une T° de sol profond = Tair moy+2.
Or, dans cette situation, il est fort probable que le talus soit -en moyenne- à une température très éloignée de Tsol_profond+2°K puisqu'il subit vraiment l'influence de T°air.
L'échange sur ce mur "enterré" n'est-il donc pas très minimisé pas P+C ?

D'où une idée :
Serait-il utile/pertinent de remplacer le contact sol d'un mur enterré par un contact sur pièce fictive dont on fixerait par un scénario annuel la température au gré des semaines ?
Par ailleurs, P+C avec son module puits climatique, devrait pouvoir nous donner le profil annuel de cette température-sol à différentes profondeurs, non?
Et peut-être que la profondeur correspondant à la mi-hauteur enterrée pourrait être retenue.
Qu'en pensez-vous ?

Avatar du membre
olivir
Légendaire
Messages : 1973
Enregistré le : 06 juil. 2007 21:31
Localisation : Enerco Conseils - Aquitaine
Contact :

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par olivir » 13 oct. 2016 21:03

Ah mais vi, bonne idée d'utiliser le module puits climatique pour avoir une bonne évaluation de la température souterraine !
Olivier Martinez
Ingénieur Conseil Indépendant / Ex-formateur partenaire d'Izuba Énergies
Membre du Comité de Pilotage du Réseau Aquitain de la Construction Paille
Enerco Conseils - enerco.free.fr

jdpjav
Gourou
Messages : 353
Enregistré le : 27 oct. 2010 16:45

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par jdpjav » 13 oct. 2016 22:49

Salut Olivier !

Moi j'ai fait ça avec l'équation théorique de la T°sol à partir de la variation sinus de la température de l'air. Mais cela reste -je pense- très approximatif.
Ensuite, comme dit, se pose la question du choix de la profondeur du sol à considérer pour en extraire la "bonne" T°sol = f(t).
Intuitivement j'ai pensé à la mi-hauteur d'enterrement du mur, mais l'amortissement de l'amplitude des variations de T°air de type exponentiel m'interroge sur ce choix intuitif ...
C'est bien pourquoi l'avis des éclaireurs serait précieux ! :wink:

Avatar du membre
Stephane_T
Administrateur
Messages : 369
Enregistré le : 28 janv. 2013 09:27
Localisation : IZUBA énergies
Contact :

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par Stephane_T » 14 oct. 2016 12:33

J"ai bien noté vos idées très intéressantes.
Avec le sol, on a quelques petits soucis :
- sa température varie au cours du temps
- sa température dépend du point de sol considéré : plus le point se trouve près de la surface et plus sa température dépend de ce qui se passe à la surface : éclairement solaire, ombre, pluie, condensation, évaporation,... . En profondeur, la température est très stable.
- sa température dépend aussi des échanges de chaleur avec le bâtiment.
En fait, le sol constitue une structure de stockage de chaleur répartie dans tout un volume.
Coupler le modèle de bâtiment de COMFIE à un modèle de sol "détaillé" n'est pas une mince affaire.
Cela a été fait pour les puits climatique car c'était incontournable. J'ai pu voir à cette occasion que, la température du sol "non perturbée" par le bâtiment ou par l'échangeur est déjà assez difficile à obtenir, en particulier en surface du sol. Outre les échanges thermiques en surface, il y a les infiltrations d'eau, les ombres, la variation de la nature du sol qui peuvent compliquer les choses.
Si, en plus, on essaye de "mailler" le sol pour calculer sa température en différents points de manière à pouvoir en déduire les échanges thermiques avec les parois du bâtiment en contact avec lui, on arrive sur une grande complexité.
Bref, on ne peut pas utiliser directement ce qui a été fait pour le puits climatique et dire que la température obtenu est celle du sol autour du bâtiment. Il faudrait aller plus loin, car les échanges avec le sol sont différents dans chaque cas et donc la température aussi.

Évidemment, cette modélisation constituerait un travail passionnant et améliorerait la fiabilité des résultats des simulations, mais au prix de pas mal de travail de modélisation, un indispensable travail de validation et à termes plus de temps de calcul. Bref, un gros chantier... qui n'est malheureusement pas pour tout de suite. :-(
Stéphane Thiers
Ingénieur R&D
Tel. support : +33 (0)4 67 18 62 20
courriel : support@izuba.fr

IZUBA énergies
35 rue Gine
Ecoparc
34690 FABRÈGUES

jdpjav
Gourou
Messages : 353
Enregistré le : 27 oct. 2010 16:45

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par jdpjav » 14 oct. 2016 13:37

Ok Stéphane, et merci de cette réponse argumentée.
Bcp de chats à fouetter et certains sont des drôles de bêtes ... :|

Ma question reste donc entière : à défaut d'une bientôt solution efficace pour modéliser les échanges entre un mur enterré et le sol au contact, que faire ?
1- mettre le mur en contact sur sol comme P+C le propose facilement ? (peut-être trop facilement d'ailleurs, si la pertinence reste limitée aux rares cas où la partie enterrée le serait sous de "très nombreux mètres de terre" équivalents donc à un sol profond stable en T°)
2- mettre le mur au contact d'une pièce fictive dont on fixerait le scénario de T°annuel très approximativement à défaut de mieux ?
3- autres propositions ?

Il me semble que la solution 2 devrait minimiser " l'erreur " d'échange par rapport à la 1. Et, si c'est vrai, qu'il vaut mieux opter pour une solution approximative que pour une que l'on sait très "fausse".

Dans le projet qui m'amène à ces questionnements, il s'agit de modéliser une cave contenant des denrées alimentaires à conserver autour de 15°C.
La cave sera plus ou moins enterrée, avec certaines parois sur air. On veut évaluer comment et où isoler, ainsi que le besoin de rafraichissement estival.
Dans cette situation, modéliser au mieux le transfert entre murs enterrés et sol est donc très important ...
Et je suis bien ennuyé de devoir dire au client que la STD -outil majeur du bioclimatisme !- a du mal à modéliser le projet ... :cry:

Avatar du membre
Stephane_T
Administrateur
Messages : 369
Enregistré le : 28 janv. 2013 09:27
Localisation : IZUBA énergies
Contact :

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par Stephane_T » 14 oct. 2016 14:43

Oui, en remplaçant le contact sol par un contact avec une zone fictive où vous imposez la température est une solution qui vous donne toute liberté. La difficulté reste sur le contenu du scénario de température que vous allez imposer sur cette zone fictive. Comment allez-vous vous assurer de la meilleure modélisation du sol de cette manière ?

Je comprends que cette problématique soit centrale sur le type de local que vous souhaitez simuler (une cave). Je vais remonter la priorité de cette proposition d'amélioration.
Stéphane Thiers
Ingénieur R&D
Tel. support : +33 (0)4 67 18 62 20
courriel : support@izuba.fr

IZUBA énergies
35 rue Gine
Ecoparc
34690 FABRÈGUES

Avatar du membre
olivir
Légendaire
Messages : 1973
Enregistré le : 06 juil. 2007 21:31
Localisation : Enerco Conseils - Aquitaine
Contact :

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par olivir » 14 oct. 2016 15:32

N'oublions pas, tout de même, qu'on isole la plupart du temps les soubassements ou les murs enterrés au moins sur une profondeur suffisante pour amortir les variations les plus sensibles au climat.
Olivier Martinez
Ingénieur Conseil Indépendant / Ex-formateur partenaire d'Izuba Énergies
Membre du Comité de Pilotage du Réseau Aquitain de la Construction Paille
Enerco Conseils - enerco.free.fr

Clement_R
Spécialiste
Messages : 57
Enregistré le : 12 févr. 2014 16:55
Localisation : Laboratoire de Gestion Energétique du Bâtiment - INES

Re: Calcul de la température du sol à 10m

Message par Clement_R » 17 oct. 2016 09:10

Bonjour,

Etant donné que les questionnements (par ailleurs très intéressants) de jdpjav ont complètement occulté le message que j'avais posté juste avant le sien, je me permets de le remettre ici dans l'espoir d'avoir une réponse :wink: .

Je fais actuellement une étude de comparaison des possibilités offertes par Pleiades + COMFIE et EnergyPlus pour faire de la STD à l'échelle quartier. J'essaie donc d'avoir 2 mises en données du modèle de quartier que je souhaite simuler les plus proches possibles, pour que les différences de résultats ne soient pas liées à des différences de mise en données du modèle.

Je bloque sur les températures de sol.

Dans EnergyPlus, la température du sol est une donnée d'entrée. Plus précisément, on fournit un objet "Site:GroundTemperature:BuildingSurface" qui contient 12 champs, un pour chaque mois de l'année. Dans chacun de ces champs, la température indiquée correspond à la température de surface extérieure qui sera attribuée à toutes les surfaces étant en contact avec le sol. Par défaut, toutes ces températures sont égales à 18°C. Les fichiers météos .epw contiennent des températures moyennes mensuelles de sol, mais elles ne sont pas utilisées par EnergyPlus.

Pour renseigner Pleiades+COMFIE en données météo, j'ai utilisé MétéoCalc pour transformer le fichier .epw que j'utilise pour E+ en fichier .try. La température de sol à 10m de profondeur qui a été calculée est de 13°C. D'après ce que je peux lire ici : http://docs.izuba.fr/fr/index.php/B%C3% ... 3%A2timent, pour les surfaces en contact avec le sol P+C utilise "la température du sol corrigée par la température extérieure", avec le modèle décrit ici : http://docs.izuba.fr/fr/index.php/FAQ_P ... D_Comfie_1

Y-a-t-il un moyen de récupérer, parmi les données de sortie générées par P+C, les températures de sol utilisées comme températures de surface extérieure pour les surfaces en contact avec le sol ? Cela me permettrait de les injecter dans EnergyPlus pour avoir une équivalence entre les données de l'environnement utilisées...

Répondre