Le modèle de la maison : étages, zones, enveloppe et fenêtres
EnergyFlow ne dessine pas votre maison pièce par pièce. Vous la décrivez avec une courte liste de données, puis l’assistant les convertit en quelques zones thermiques (des parties de la maison traitées comme un volume d’air à une température unique), que notre logiciel de simulation des bâtiments, EnergyPlus, calcule heure par heure. Cette page explique ce que devient chaque donnée et les simplifications du modèle.
Ce que vous décrivez
Dans l’étape Maison, vous choisissez le type de maison (individuelle, jumelée ou mitoyenne), le nombre d’étages au-dessus du sol (1 à 5), le toit (plat ou en pente avec des combles non chauffés ou chauffés), un niveau sous le sol (aucun, cave non chauffée ou sous-sol chauffé), une option de garage, l’année de construction, le pays et le code postal.
Dans l’étape Enveloppe, vous indiquez la longueur extérieure, la largeur et la hauteur d’étage, la surface des fenêtres sur chacune des quatre façades et la rotation de votre plan par rapport au nord géographique. L’enveloppe est la coque de la maison : murs, toit, sol et fenêtres. Vous pouvez remplacer trois valeurs par défaut : la capacité d’une surface à conserver la chaleur (sa valeur U, soit la chaleur perdue par mètre carré et par degré d’écart intérieur-extérieur, donc plus faible est préférable ; elle figure sur votre certificat énergétique, ou nous l’estimons à partir de l’année de construction), la part d’énergie solaire qui traverse le vitrage (valeur g, de 0 à 1) et l’étanchéité à l’air.
Une empreinte, une zone par niveau
Le modèle empile la même empreinte à chaque étage à partir de la longueur, de la largeur et de la hauteur du rez-de-chaussée. Seule la surface de cette empreinte compte : le modèle thermique construit un bloc carré de même surface, donc un plan long et étroit se comporte comme un plan carré.
Chaque niveau constitue une zone thermique avec une seule température d’air. Les pièces d’un même étage ne sont pas séparées ; les résultats sont donc des moyennes par étage. Seule exception : un garage intégré à la maison divise le rez-de-chaussée en deux zones.
Combles, cave, sous-sol et garage
Les espaces supplémentaires sont de véritables zones, pas des corrections de valeur U. Chacun est chauffé ou sert de tampon non chauffé, c’est-à-dire un espace entre la maison chauffée et l’extérieur qui ralentit les pertes de chaleur. Les tampons participent au bilan thermique, mais sont exclus de la surface de plancher afin de ne pas réduire artificiellement une valeur en kWh par mètre carré.
| Option | Comptée dans la surface de plancher | Traitement du modèle |
|---|---|---|
| Combles aménagés et chauffés | Oui, selon leur part utilisable de l’empreinte (0.65 par défaut) | Étage chauffé supplémentaire au-dessus, avec ses fenêtres de toit si vous en avez. L’isolation du toit suit la pente. |
| Combles non chauffés | Non | Tampon au-dessus du plafond supérieur. Le plafond porte l’isolation du toit, le toit n’est pas isolé et les combles fuient davantage que la maison. |
| Sous-sol chauffé | Oui | Niveau chauffé sous le rez-de-chaussée, avec murs enterrés et dalle. |
| Cave non chauffée | Non | Tampon sous le rez-de-chaussée. La chaleur traverse la dalle. L’espace fuit davantage que la maison. |
| Garage intégré à la maison | Seulement s’il est chauffé | Découpé dans le rez-de-chaussée (30 m² par défaut). Il partage des murs avec la maison et son plafond avec l’étage supérieur. |
| Garage accolé | Seulement s’il est chauffé | Volume séparé à côté de la maison. Il partage un mur et a son propre toit. Un garage indépendant ne partage aucune surface : choisissez « aucun ». |
Les fenêtres de toit, installées dans la pente, appartiennent aux combles chauffés. Le modèle les place sur la surface du toit, inclinées et orientées selon la pente. Comme elles sont inclinées vers le ciel, elles laissent généralement entrer plus de soleil d’été qu’une fenêtre murale de même surface.
Échange d’air entre les étages par l’escalier
Les étages chauffés entre lesquels les occupants circulent sont reliés par une ouverture dans la dalle au niveau de l’escalier, de 3.5 m² par défaut. Le modèle permet à l’air de se mélanger entre les deux zones. Nous appelons cela le couplage par l’escalier. Une cave non chauffée, des combles non chauffés et un garage sont accessibles par une porte ou une trappe. Ils ont donc une dalle pleine et échangent la chaleur par conduction uniquement, à travers les matériaux, sans circulation d’air entre les espaces.
De l’année de construction aux valeurs U et à l’étanchéité
L’année de construction sélectionne une ligne dans une table de valeurs par défaut. Pour le moment, ces valeurs sont basées sur le Luxembourg, quel que soit le pays choisi. Remplacez-les par vos propres valeurs si vous les connaissez.
L’étanchéité à l’air décrit la quantité d’air qui traverse l’enveloppe quand portes et fenêtres sont fermées. Un test d’infiltrométrie la mesure : un ventilateur placé dans une porte maintient la maison à 50 Pa, une pression bien supérieure à une brise normale. Le résultat n50 indique combien de fois par heure les fuites pourraient remplacer tout le volume d’air de la maison (renouvellements d’air par heure). Plus n50 est faible, plus la maison est étanche.
| Année de construction | Mur | Toit | Sol | Fenêtre | n50 (1/h) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2017 et après | 0.18 | 0.15 | 0.25 | 0.95 | 0.8 |
| 2015 à 2016 | 0.24 | 0.20 | 0.28 | 1.30 | 1.2 |
| 2008 à 2014 | 0.32 | 0.25 | 0.30 | 1.50 | 2.5 |
| 2000 à 2007 | 0.45 | 0.35 | 0.45 | 1.90 | 3.5 |
| 1980 à 1999 | 0.60 | 0.40 | 0.50 | 2.00 | 5.0 |
| 1960 à 1979 | 0.80 | 0.50 | 0.60 | 2.50 | 6.0 |
| Avant 1960 | 1.50 | 1.20 | 0.90 | 3.50 | 10.0 |
Les valeurs U sont en W/m²K pour une maison individuelle. Pour les maisons jumelées et mitoyennes, seule la valeur n50 diffère légèrement. La valeur g est de 0.5 par défaut pour toutes les années : la moitié du rayonnement solaire qui atteint le vitrage le traverse.
Fenêtres et orientation
Les fenêtres sont décrites pour chaque façade : nord, est, sud et ouest. Le modèle transforme la surface de fenêtres de chaque façade en part de surface murale et applique cette proportion aux murs de cette façade. Il ne place pas les fenêtres individuellement. Chaque fenêtre est un seul élément avec vos valeurs U et g, sans distinction des vitres.
La boussole dans l’étape Enveloppe vous demande où se trouve le nord géographique sur votre plan. Le modèle fait tourner toute la maison de cet angle par rapport au soleil. La rotation change l’ensoleillement hivernal à travers les fenêtres et le risque de surchauffe en été.
Limites du modèle
- Le plan est représenté par un bloc carré et chaque étage reprend l’empreinte du rez-de-chaussée. Le volume d’air intérieur de chaque étage est déterminant ; un plan irrégulier peut donc être résumé par une boîte dont longueur, largeur et hauteur se rapprochent de celles de votre maison. Choisissez des valeurs qui correspondent à la surface de plancher et à la hauteur d’étage afin que le volume d’air chauffé corresponde aussi. La surface extérieure des murs du bloc différera quelque peu des murs réels. Tant que chaque fenêtre est saisie sur la façade vers laquelle elle est réellement orientée, la simulation reste valable.
- La forme du toit est simplifiée. Les combles et les niveaux enterrés sont des volumes sur l’empreinte de la maison, sans détail géométrique.
- Tous les murs extérieurs sont exposés dehors. Un mur mitoyen partagé avec un voisin n’est pas modélisé comme tel dans une maison jumelée ou mitoyenne.
- Les fenêtres sont des surfaces totales par façade. Débords de toit, balcons, arbres et bâtiments voisins ne leur font pas d’ombre.
- Une seule valeur U s’applique à chaque type d’élément dans toute la maison. Les ponts thermiques, zones où la structure laisse contourner l’isolation, ne sont pas modélisés séparément.
- Le modèle ne peut pas déterminer si la composition d’un mur est saine ou présente un risque de condensation.