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Villes et Bâtiments Durables (VBD) 2013
Projet COSIMPHI

CO-Simulation Multi-Physique Interactive

Le projet propose d’aborder la question de la modélisation multi-physique par la co-simulation interactive pour concevoir et rénover en traitant simultanément les ambiances (acoustique, visuelles, qualité de l’air et thermique) ainsi que l’efficacité énergétique et environnementale. L’objectif final est un démonstrateur d’une solution intégrée, prenant en compte les rétroactions et interactions entre les différents objectifs, qui permette de proposer des solutions techniques faisant évoluer une esquisse ou un projet de rénovation.

Nombreux sont les outils abordant séparément chacun des différents métiers. Cependant, le manque d’interactions entre eux oblige les bureaux d’étude et les architectes à un travail itératif coûteux et dont la cohérence scientifique est difficile à garantir. En effet, pour chaque domaine les impacts croisés ne sont traités que séquentiellement là où ils peuvent largement être anticipés si l’approche devenait globale. De plus, chaque outil de calcul présente ses propres hypothèses, limitant la pertinence de résultat global obtenu.

Les exigences sur la conception et sur la rénovation allant croissant, il est nécessaire de répondre à ces exigences par des outils adaptés (que ce soit en phase esquisse, avant-projet sommaire (APS) ou avant-projet détaillé (APD)), robustes scientifiquement et performants (car ils doivent augmenter le rythme de production tout en garantissant la qualité). Une modélisation adaptée, des solutions pour l’interopérabilité dédiées à des outils préexistants, et des outils d’aide à la décision de type optimisation multicritère sont donc nécessaires pour permettre une inflexion des méthodes de conception et de rénovation vers une plus grande intégration des différents métiers.

Le projet propose une action sur 3 axes :

1. Un axe de convergence des hypothèses et les données. Pour travailler sur différents métier de manière intégrée, il est nécessaire de mettre en place un jeu de données commun spécialisé pour le paramétrage de simulations. Pour ce faire, nous étudierons des outils de simulation adaptés aux bureaux d’étude en nous limitant aux domaines de la thermique, de l’acoustique, de l’éclairage et de l’environnement. Pour chacun des outils retenus pour le projet il convient d’en étudier les modèles de données et les hypothèses pour pouvoir proposer ce jeu de données communs. De plus, le travail du bureau d’étude s’appuyant sur le travail de l’architecte en amont, il est nécessaire d’éviter les ressaisies inutiles de métrés. Une extraction d’un BIM vers ce jeu de données commun sera proposée. Enfin, le jeu de données sera également une base de travail pour la spécification de bases de données produit multi-métier.

2. Un axe de définition des interactions multi-physiques entre les outils de calculs. Aujourd’hui, chacun des acteurs de la construction utilise des outils métiers fortement spécialisés, adaptés à leur mission. Pour permettre une approche globale, les différents outils devront interagir à différentes étapes du calcul pour permettre une simulation multicritères. Il conviendra de définir ces interactions (interactions temporelles, règles de calculs cohérentes, couplage des modèles, etc.), et de les mettre en œuvre. Il ne s’agit pas de développer de nouveaux outils de calcul, mais de permettre l’interopérabilité d’outils existants.


3. Un axe d’aide à la décision multicritère. Les méthodes d’algorithmes génétiques sur lesquelles de nombreux travaux de recherche sont effectués nécessitent un grand nombre d’itérations pour converger. Le projet propose de travailler sur des méthodes d’aide à la décision hybridant des éléments d’optimisation, de visualisation intelligente et de règles expertes définies par l’utilisateur (bureau d’étude ou architecte). Sans se focaliser uniquement sur l’optimisation mathématique, cette approche doit permettre d’impliquer l’utilisateur de l’outil en valorisant son propre savoir-faire au sein de l’outil lui-même.

Partenaires

CEA-SACLAY Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives

CSTB Centre Scientifique et Technique du Batiment

G2Elab Laboratoire de génie électrique de Grenoble

LaSIE Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement

LRA Laboratoire de Recherche en Architecture

 Tribu Energie

Aide de l'ANR 821 409 euros
Début et durée du projet scientifique janvier 2014 - 42 mois

 

Programme ANR : Villes et Bâtiments Durables (VBD) 2013

Référence projet : ANR-13-VBDU-0002

Coordinateur du projet :
Monsieur CORRALES Patrick (Centre Scientifique et Technique du Batiment)
patrick.CORRALES@nullcstb.fr

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.