A Sophia-Antipolis, le CSTB dispose d'un équipement unique en son genre : un laboratoire semi-virtuel d'évaluation des systèmes multi-énergies. Il permet de tester des composants du bâtiment réels en environnement simulé. Grâce à des conditions parfaitement contrôlées, il est possible de modéliser rapidement le comportement anticipé des systèmes sur de longues périodes. Découverte avec Dominique Caccavelli, du CSTB.
Le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment s'appuie sur de nombreux équipements de pointe afin d'évaluer les performances d'équipements et de systèmes utilisés dans la construction. Au cœur de la technopole de Sophia-Antipolis, dans les Alpes-Maritimes, il dispose d'une antenne dédiée aux technologies numériques, et notamment d'un laboratoire semi-virtuel d'expérimentation unique en France. "La simulation numérique seule, présente des avantages pour modéliser des systèmes : elle est rapide et facile. Mais ce n'est pas le produit réel qui est testé", nous explique Dominique Caccavelli, chef de la division EnR au CSTB. Il poursuit : "Le test semi-virtuel consiste lui à mener une expérimentation réelle dans un environnement virtuel. Le composant est testé dans des conditions contrôlées et on utilise un émulateur pour lui faire croire qu'il s'agit d'un environnement réel".
Le laboratoire du CSTB, qui existe depuis une dizaine d'années, teste essentiellement des systèmes qui produisent de l'énergie (capteurs solaires, sondes géothermiques) ou qui en consomment (pompes à chaleur). Si, à ses débuts, il n'utilisait que l'eau comme vecteur énergétique, il s'est doté depuis deux ans d'autres capacités et il est désormais capable de tester des machines ayant pour vecteur l'air ou l'électricité. "Ce couplage hydraulique, aéraulique et électrique au sein du même laboratoire est unique en France, et peut-être même en Europe", assure le spécialiste du CSTB. De quoi éprouver les tous derniers nés de l'industrie : machines hybrides à condensation couplées à des PAC, microturbines à gaz pour cogénération de chaleur et d'électricité… Le plateau technique permet de simuler des conditions d'utilisation particulières, en termes de climat ou d'utilisation, afin de pousser les produits dans leurs limites.
Modéliser l'environnement et les comportements des usagers
"L'étape semi-virtuelle intervient au stade du prototype, après la preuve de concept et avant les tests in situ incluant un monitoring de longue durée", nous précise Dominique Caccavelli. L'environnement virtuel recrée tous les paramètres permettant une simulation crédible : deux chambres climatiques permettent de placer les équipements dans des températures et degrés d'hygrométrie spécifiques, sans avoir à les déplacer géographiquement d'une région à l'autre, et d'étudier leur fonctionnement. Un travail méthodologique a été mené par le CSTB afin de définir des tests typiques où un jour d'expérimentation est représentatif d'un mois de l'année. Le comportement des occupants d'un bâtiment sont également simulés, modélisés à l'aide de données statistiques fournies par l'Insee. Pas moins de 250 profils types seraient disponibles, mimant au mieux l'utilisation des équipements dans un logement français. Les consommations et productions d'énergie des machines sont mesurées et révèlent, en seulement une dizaine de jours, un aperçu de la performance annuelle de l'équipement. "Cela constitue également un test de robustesse pour les systèmes hybrides qui basculent en permanence d'une source énergétique à l'autre, selon les saisons", nous confie le responsable du laboratoire.L'installation du CSTB, sollicitée par les fabricants, aide ainsi au développement d'équipements toujours plus performants en termes de rendement énergétique. Les informations qui y sont recueillies dressent un tableau global de l'adéquation existante entre les produits et un environnement donné. Un atout pour l'industrie.
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