Dimensionnement et simulation des systèmes énergétiques du bâtiment

Durée

24h Th, 24h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Philippe Andre

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Le cours fournit des bases théoriques et des méthodes permettant de réaliser le dimensionnement des systèmes énergétiques installés dans les bâtiments et d'évaluer la performance thermique et énergétique résultante dans ces derniers. Le logiciel TRNSYS et le calculateur PVGIS sont les outils de simulation utilisés dans le cadre du cours. Ce cours s'articulera entre théorie et pratique.

Le cours comprend les chapitres suivants: Introduction générale; Eléments de climatologie; Notions  de confort thermique; Calcul des demandes de chaud et de froid; Modélisation et simulation, en vue du dimensionnement, de différents systèmes énergétiques.

Les travaux pratiques « TP » sont dédiés à mettre en pratique les notions théoriques vues dans les chapitres du cours.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Au terme du cours, l'étudiant sera capable de dimensionner un système énergétique, en utilisant les ressources de la simulation numérique

Il sera familiarisé avec l'outil TRNSYS qui est un logiciel de STD complet et réputé. Il sera également familiarisé avec l'outil de Dessin Assisté par Ordinateur (DAO) Google SketchUp 8.

Seront vues également les méthodes pour menées une étude de projet simple, pour comprendre l'importance du zonage thermique, les bases pour la lecture de plans, le calcul d'une orientation sur plan, la préparation de l'encodage, l'importation de données issues de TRNSYS dans Excel, la mise en graphique ou diagramme, lecture des résultats et présentation de ces derniers.

Savoirs et compétences prérequis

L'étudiant inscrit dans ce cours doit prendre connaissance des prérequis nécessaires à la bonne compréhension des différentes manipulations et travaux demandés dans le cadre de ce cours.

 

SAVOIRS PREREQUIS

- Bases de thermique et d'énergétique.
avoir suivi le cours de 1ère année ENVT0892 Gestion Intégrée de l'Energie.

Avoir suivi le programme des cours du semestre d'été à l'Université du Luxembourg, dans le cadre de la co-diplomation du module ERBD.

 

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COMPETENCES PREREQUISES
- Savoir utiliser un ordinateur et périphériques (stockage externe, souris).

- Connaissances intermédiaires de la suite MS Office :

Excel : Si vous n'êtes pas familier avec Excel, voici un cours gratuit en ligne : https://openclassrooms.com/fr/courses/7168336-maitrisez-les-fondamentaux-dexcel
Note : Vous devez impérativement maîtriser dans Excel l'opération d'importation de données et la réalisation d'un reporting (graphiques et/ou diagrammes) sur base de ces données. Vous devez donc connaitre ces manipulations de base à savoir :

• formule,
• sauvegarde de fichier,
• création/navigation d'onglets,
• fonction « étirer » formule,
• somme automatique,
• filtre données,
• insérer graphique
• importer données de source externe
• formatage des données (convertir) .

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Le cours alterne des séances théoriques et des travaux pratiques (calculs de dimensionnement, mesures du confort thermique, évaluation de solutions). Il comprend également plusieurs séances consacrées à l'utilisation d'un logiciel de simulation numérique : TRNSYS.

 

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Les TPs suivants seront organisés :

- Introduction à TRNSYS (8h) : en 2 parties de 4h chacune, les aspects vus dans la partie climatologie du cours sont mis en pratique dans cette introduction à TRNSYS.

- TP calcul du besoin annuel en régime dynamique (8h) : en relation avec la partie du cours sur le calcul de la demande en régime dynamique.

- TP TRNSYS 3D (4h) : utilisation du plug-in 3D de TRNSYS pour la modélisation d'un modèle 3D de bâtiment et importation dans l'environnement de STD TRNSYS.

- TP projet TRNSYS (4h) :  Pratiques de base pour mener une étude du comportement thermique d'un modèle de bâtiment avec le logiciel TRNSYS. Présentation du travail préliminaire à réaliser avant la modélisation et simulation dans le logiciel. Consignes et présentation des cas d'études pour l'examen pratique.

- TP solaire thermique (4h) : dimensionnement et simulation TRNSYS d'un système SDHW (Solar Domestic Hot Water).

- TP solaire photovoltaïque (PV) (2h) : dimensionnement PV avec l'aide de PVGIS.

 

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Note à destination des étudiants :

Le module ERBD s'inscrit dans une volonté d'offrir une pédagogie par projet, afin que les différentes connaissances et compétences vues à travers les cours du module soient mobilisées de manière intégrée.

 

Ainsi, les étudiants ayant choisi simultanément pour cours au choix les cours ENVT0901 - Dimensionnement et Simulation des systèmes énergétiques et ENVT3059 - Optimisation énergétique du bâtiment, le choix de leur cas d'étude se fera en fonction de cette synergie dans le choix de leur cours.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours donné exclusivement en présentiel


Explications complémentaires:

Présentiel en salle de cours ou en salle informatique (travail avec le logiciel TRNSYS).

Pour rappel, vous pouvez utiliser votre ordinateur personnel pour suivre les TP, sous réserve d'avoir installer au préalable les logiciels requis (se rapprocher de Mme Pauline Abrahams : pabrahams@uliege.be )

Le premier TP sera donné exclusivement sur les PCs de la salle informatique et aucune installation de logiciel ne se fera durant les heures de cours et TPs.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Notes de cours disponibles : présentations Power Point des cours oraux, PPT des TPs disponibles sur e-campus, ainsi que les fichiers de simulation vus durant les TPs.

 

Quelques vidéos de remédiation sur l'utilisation d'Excel, Word et PowerPoint.

Si vous n'êtes pas familier avec Excel, voici un cours gratuit en ligne : https://openclassrooms.com/fr/courses/7168336-maitrisez-les-fondamentaux-dexcel

 

Il est impératif d'avoir suivi des cours de notions de base pour l'utilisation de la suite Office, notamment Excel, Word et PowerPoint pour suivre ce cours - ceci est rappelé dans les prérequis du cours. Les enseignants du cours ENVT0901 n'ont pas vocation à donner des cours sur Excel. Il sera considéré que les étudiants connaissent les bases de ces programmes.

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ET évaluation orale


Explications complémentaires:

Examen en 2 parties :

 

- Examen oral :

Description : Questions portant tant sur le cours théorique que sur les travaux pratiques.

 

Critères: aptitude à mobiliser les connaissances du cours pour traiter un problème susceptible d'être rencontré dans la pratique professionnelle.

 

Organisation :

1ère partie de l'oral : questions ouvertes, à livre fermé, sur les notions vues dans les cours (théorie)

2ème partie de l'oral : questions ouvertes sur votre travail pratique et rapport écrit remis en début de session

L'examen oral compte pour 2/3 de la cote finale.



- Examen pratique :

Description :

Il vous ait demandé de réaliser un projet dans l'environnement de simulation du logiciel TRNSYS, impliquant l'usage des différentes interfaces du logiciel. A l'issue de vos simulations, vous aurez des résultats à obtenir, savoir interpréter, présenter et expliquer.

 Ce rapport complète l'évaluation orale qui aura lieu dans la session de janvier et compte pour 1/3 de la cote finale. La remise du travail consiste à un dépôt de fichiers sur e-campus avant une date limite indiquée par l'enseignante (Mme Pauline Abrahams). Votre dépôt doit comprendre :

- Un rapport de résultats (5 pages maximum, format Word de préférence), avec présentation soignée des résultats, interprétations et conclusions.

L'examen repose sur l'attribution d'un projet de simulation durant la 6ème séance de TP. Il s'agit d'un travail individuel et sa préparation aura lieu durant le 1er quadrimestre du bloc 2. La remise du rapport de résultats se fera lors de la session d'examens de janvier avec un dépôt sur e-campus.

Chaque projet de simulation se caractérise par une fiche complète comprenant les informations principales nécessaires à votre simulation. Les informations manquantes devront être comblées par des choix justifiés. Les informations nécessaires à la réalisation de votre étude TRNSYS seront disponibles sur e-campus. Vous serez évalué durant la 2ème partie de l'examen oral sur les aspects de modélisation, encodage, simulation et résultats que vous aurez obtenus. Vous devez être en possession de votre rapport de résultats le jour de l'examen oral.

Critères évalués : 

- Bonne mise en pratique des notions et compétences vues lors des différents TPs.

- Capacité à maitriser l'outil TRNSYS, bon encodage des différentes données de simulation et réalisation d'un environnement de simulation avec connexions correctes entre les composants. Compétences en DAO (Dessin Assisté par Ordinateur) et bonne utilisation du plug-in TRNSYS3D.

- Compréhension des spécificités de la thermique du bâtiment et des analyses énergétiques en environnement de simulation dynamique.

- Capacité à générer des résultats cohérents, de les analyser, d'interpréter et de présenter ces résultats.

- Savoir se mettre en position de consultant et être en mesure sur base des résultats, de présenter un rapport soigné avec proposition de solutions d'amélioration du projet initial.

Stage(s)

Pas de stage

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Cours organisé au 1er quadrimestre, par modules de 2h ou 4h, alternant théorie et travaux pratiques.

 

La présence à l'ensemble des travaux pratiques est obligatoire. En effet, les premières séances sont destinées à prendre la main sur le logiciel TRNSYS, la suite des TP consiste à monter en technicité avec le logiciel, l'absence de l'étudiant aux premières séances introductives à la prise en main du logiciel TRNSYS (8h de formation d'introduction) nuit très fortement à sa capacité de suivre les travaux pratiques qui suivront et plus important, à sa capacité de réaliser le projet de simulation faisant l'objet de l'examen pratique de ce cours (et pour rappel, comptant pour 1/3 de la cote finale).

 

Contacts

Philippe ANDRE

Professor

BEMS

Liège Université

Arlon Campus Environnement

Avenue de Longwy, 185

B-6700 ARLON

Belgium

32-(0)63 230858

p.andre@uliege.be 

www.campusarlon.ulg.ac.be 

 

Assistante:

Pauline ABRAHAMS, 32(0)63 230 853, pabrahams@uliege.be

Association d'un ou plusieurs MOOCs

Notes en ligne