[Projet] Et si on se faisait nos propres outils de calcul ?

[Yoghourt]

Bonjour et bonne année à toutes et tous,

Et si on se faisait nos propres outils de calcul?

D'un côté, nous avons déjà dans le fil Outils de calcul des feuilles Excel.

D'un autre côté, nous avons à disposition des outils tels que minipléïades, WUFI, etc.

Alors, pourquoi s'embêter à faire nos propres outils?

Par exemple, ma feuille est assez complète pour faire l'étude d'une paroi, connaître les caractéristiques de matériaux, calculer des apports passifs, faire des estimations sur la ventilation, faire un bilan thermique...
Mais elle est compliquée (pas intuitive), lourde à utiliser (chargement long, undo itou), a fait l'objet d'un certain nombre de suggestions (calcul mois par moi, prise en compte de l'inertie, description par étage plutôt que par type de paroi, ne faire que la simulation d'une paroi, etc.).
Pour les autres feuilles de calcul, je laisse leurs auteurs les commenter.
Une grosse limitation de ces feuilles de calcul: ça ne fait pas de simulation dynamique.

Mini-pléïades est payant, et ne gère pas la vapeur d'eau dans les murs. Son interface n'est pas super intuitive, et ça tourne que sous windows. Sa base de matériaux est limitée.
Pléïades est inabordable au point de vue prix, compliqué à utiliser, et ne gère pas la vapeur d'eau dans les murs.
La calculette perf thermique d'ideemaison est très limitée dans les matériaux, et les notes attribuées ne sont -à mon goût- pas très scientifiques.
WUFI est inabordable en version complète, et je parle même pas de WUFI-2D. En version demo, la base de materiau est un peu limitée, et on est bridé au rude climat continental de Holzkirchen en Allemagne. Pour étudier la condensation dans un mur, c'est ok. Mais pour faire un bilan thermique ou étudier la ventilation, pas possible.

De quoi avez-vous envie, en tant qu'utilisateur?
Dans un premier temps, on va collecter et organiser les besoins. C'est le moment de vous lâcher sur le sujet

En plus de l'aspect technique (ce qui est décrit et calculé), n'oubliez pas l'aspect tout court (l'interface)!
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[etpourquoipas]

mes meilleurs voeux pour la nouvelle année à vous de même!

quelqu'un a-t-il déjà testé le logiciel phpp?

[invite3ae9c894]

voila une bonne idée.

le prblm du projet est de savoir si qq un a des modèles de thermodynamique sur lesquels se baser.
Moi, je peux aider à la programmation en python + tkinter + gestion d'une BD contenant les indice de matériaux
--> ça ferait du multiplateforme/os, pas très lourd ni à programmer ni à faire tourner (compilable et optimisable).

j'ai déjà des programmes perso spatialisés de type flux mais c'est de la bio et pas de la thermodynamique

[jaro]

Au niveau calculette il y aussi celle de citémaison : http://www.citemaison.fr/scripts/paroi-opaque.php

Sinon en effet, un logiciel totalement en ligne utilisant un client leger (navigateur internet) permettrai idealement de s'affranchir du probleme lié aux differents OS du marché (top tendance : on pourra meme calculer ses murs depuis son Iphone !)

[A voir en vidéo sur Futura]

[reglis06]

Super idée

Pourquoi ne pas continuer à utiliser un tableur...
Par contre on pourrait avoir une feuille de calcul pour la base de données matériaux mise à jour par l'équipe de développement, une pour la base de données météo et une pour les calculs par exemple.
Des feuilles de calculs annexes pourrait ainsi utiliser les bases de données communes.

A long terme on pourrait créer une application web avec une navigation par onglet reprenant ceux de la feuille de calcul.
Pas d'installation, mise à jour automatique, multi-plateforme, etc...

Les calculs devraient être découpés en module bien distincts voir indépendants comme Usai (Lesosai) et Ucad (EnerCAD) calculs thermique et hydrothermique parois inhomogènes.

Bonne année

[reglis06]

Pourquoi des feuilles de calculs (modules) distincts voir indépendants...
Pour permettre à l'équipe de développer simultanément plusieurs modules (puits canadien, chauffage solaire, ECS, etc...) en utilisant les bases de données communes.

Exemple la feuille de calcul Economies d'eau calculerait la consommation journalière avec ou sans régulateur et récupérateur d'eau de pluie à l'aide de la base de données météo (calcul annexe économie d'énergie), le module ECS calculerait l'économie d'énergie à l'aide de la base de données météo et de la feuille de calcul Economies d'eau.
La feuille de calcul Bilan, récupèrerait les données de tous ces modules pour le calcul final.

[palus06]

Bonjour et bonne année à toutes et tous,

De quoi avez-vous envie, en tant qu'utilisateur?
Dans un premier temps, on va collecter et organiser les besoins. C'est le moment de vous lâcher sur le sujet

Bonne année également.
C'est un outil d'aide à la décision qui serait utile. Nous sommes tous à peu près dans la même situation, avec le souhait, l'envie de :
- réduire sa consommation pour le chauffage, avec des appareils performants;
- mieux isoler sa maison, pour ne pas gaspiller les calories du chauffage.

Mais les choix sont tjs nombreux. Il n'y a qu'à voir les réponses que l'on reçoit lorsqu'on évoque sa propre situation pour constater que l'imagination ne manque pas. Mais lorsqu'on a à choisir entre plusieurs solutions, comment faire? Se fier à la feuille de calcul, pour peu qu'on sache l'utiliser correctement (ce qui n'est pas encore mon cas)?

En tous les cas, l'outil doit être souple, car, contrairement à ce que j'ai dit plus haut, chaque maison est différente de celle de son voisin (heureusement). Donc nécessité de s'adapater à chaque configuration de maison.

[etpourquoipas]

personnellement je pense qu'un outil graphique d'entrée de données est indispensable, ne serait-ce que pour la définition du batiment, son orientation, la position des surfaces vitrées.

[SebMP35]

mes meilleurs voeux pour la nouvelle année à vous de même!

quelqu'un a-t-il déjà testé le logiciel phpp?

J'ai acheté et testé. C'est une feuille de calcul avec différents onglets.
La saisie du bâtiment se fait par saisi des différentes surface de paroi.
Il y a des données météo mensuel.
Pas de calcul dynamique mais est-ce vraiment nécessaire ?
Calcul des besoins de chauffage, de la puissance de chauffe nécessaire.
Il y a des onglets pour l'ECS et les conso spécifiques.

[etpourquoipas]

ok, merci à vous pour le retour d'expérience.
Dommage qu'on ne puisse pas définir le batiment en 3Ds de façon visuelle.
Le calcul dynamique me semble intéressant pour déterminer le confort d'une pièce en terme de variations d'écarts de températures. Exemple: on rajoute une casquette solaire, on aimerait savoir quel est l'effet sur une pièce précise de la maison.

[chatelot16]

le calcul dynamique serais bien utile : donc ca ressemble de plus en plus a de la simulation electronique !

il faut transformer une maison en shema electronique

une piece , la chambre n° 1 et relie a l'exterieur sud par la resistance d'une fenetre
a l'exterieur sud la resistance et le condensateur qui simule l'inertie du mur puis une resistance qui simule de la laine de verre puis une resistance et un condensateur pour un bardage en bois ...
et ensuite un autre reseau RC conecté a la piece voisine au nord
et un autre reseaux vers l'exterieur sud
et un autre reseau vers le sol...

et ainsi toute une maison peut etre transformé en shema electronique simulable par un bon simulateur deja existant

donc les calcul sont a faire par etapes : calcul des resistance thermique et des inertie (condensateur) avec les feuilles de calcul actuelles

saisie graphique de ces donné sous forme de schema electrique

definition des stimuli : temperature exterieur nord sud est ouest sol toit ...

la meme demarche pourais se faire aussi pour les histoire d'humidité et de ventilation : il faudra bien mettre au point les equivalence entre phenomene thermique et electrique : ensuite n'importe quel simulateur electronique marchera , et on trouvera des electronicien qui savent s'en servir

le gros avantage est que les schema electrique sont lisible au moins par les electroniciens , alors que je n'ai jamais vu de methode de dessin claire de modele thermique

meme moi qui ne suis pas adepte des simulation electronique j'ai mes facons pifometrique de simuler dans ma tete les schema electrique que je dessine souvent sous forme electrique des truc qui n'ont rien a voir

et dans cette transformation entre thermique est electronique on peut faire mieux que de parler de resistance thermique vers une temperature exterieur , mais definir un reseau de composant electronique tenant compte de la temperature exterieur , de la puissance de rayonement solaire , de l'effet du vent

la puissance de rayonnement solaire peut d'ailleur etre negative quand c'est le ciel etoilé qui refroidit

[inviteac7a21c4]

ensuite n'importe quel simulateur electronique marchera , et on trouvera des electronicien qui savent s'en servir

le but n'était-il pas la simplification de l'interface?

Pour l'entrée de la maison en 3D, c'est la première idée qui vient, mais avez-vous déjà essayé de le faire dans des logiciels dédiés? Pas facile, facile pour Mr Tout-Le-Monde...
A trop vouloir y mettre au début, rien n'en ressortira... mais à prévoir pour des version ultérieures

Mais sans 3D, peut-être peut-on 'construire' un modèle de la maison avec des morceaux de parois, rassemblés par étage et orientation, et ce de manière ordonnée (ex : [1..n] de gauche à droite). Un peu comme si on la faisait en pré-fabriqué ou un portrait-robot.
Pour les formes simples (cubiques), c'est assez facile, mais il ne faut pas oublier les arcs de cercle et autres qui sont de + en + utilisés (sous-éléments de façade).

Chaque morceau de paroi a une composition (classique). Il faut déterminer ses limites haute et basse pour le programme (ex : toute paroi commence au niveau du bas de sa dalle de sol et se termine sous le niveau de son plafond)
En option :
- fenêtre(s)
- porte(s)
- ...

Il faut déterminer les caractéristiques dont on a besoin pour les calculs, qui je pense seront toujours les mêmes, ce qui facilite l'ajout d'éléments personnels par l'utilisateur (peut-être prévoir des éléments en import/export et un mini-site pour le download et upload d'éléments personnels, voire de 'packages' complets par thème ).

Pour avancer vite, prévoir la 'copie' de la façade (ensemble de morceaux de paroi), par exemple pour l'étage du dessus.

(Version 2) visualisation 2D vue de face et dessus de la façade (pas encore toute la maison, quoique...).

Même chose pour la toiture (mêmes options), sans oublier la pente de chaque pan. Prévoir les pignons qui sont des morceaux de paroi à forme variable (triangle suivant la pente des 2 pans adjacents). Prévoir le cas de maison sans pignon...
- point de jonction/faîtage : pas forcément au centre de la maison (je connais...)
- longueur par pan
- formes spéciales via éléments perso comme pour les morceaux de paroi

Prévoir les compositions de sol pour chaque étage (ne pas oublier les niveaux de sous-sol).

Perso, je peux aider en Java, JSP, technos internet (HTML, JavaScript, etc...). Je suis analyste-dévelopeur dans ces technologies.

Allez, cogitez bien

[Yoghourt]

Ca s'embale un peu, je pense. Si j'essaye de revenir aux fondamentaux déjà exprimés:

Obectifs = On veut quoi?

• une aide pédagogique à la décision pour la composition d'un mur, d'un toit, ...
  => calculette "intelligente" pour la perf énergétique, le risque de condensation, le confort thermique
• une aide pédagogique à la décision pour choisir le chauffage
• calculer un puit canadien, du chauffage solaire, un CESI, de la récupération de pluie, une consommation d'eau, une casquette solaire, un bilan thermique
  Pour en faire quoi?
• saisir graphiquement la géométrie et l'orientation d'un bâtiment
  Pour en faire quoi?
• Une base de donnée unique pour les matériaux
• Une base de donnée unique pour la météo
• Pouvoir utiliser le ou les outils avec le moins de contraintes "informatiques" possible

La question du "pourquoi" peut paraitre débile de prime abord, mais elle est cruciale. Il faut que le ou les outils soient au service de l'Homme (particulier, artisan, architecte, que sais-je!), et non l'inverse.

A+,
Yogh

[etpourquoipas]

ok, tout à fait d'accord avec vous qu'il faut d'abord définir le besoin avant de parler des moyens. Et avant de se lancer dans un développement lourd, il faut voir ce qui existe sur le marché.
Pour ma part, le besoin le plus important est le suivant:
- définir une maison, ses isolants, ses fenètres, la situation précise des murs par rapport au soleil, les éléments occultants(voisins, arbres)
- définir sa situation géographique et disposer de données météos de simulation
- à partir de là j'attends que la moulinette me crache:
- le besoin nécéssaire en chauffage résiduel
- une simulation des variations de température dans une pièce donnée

Ensuite en secondaire, j'aimerai pouvoir rajouter une VMCSF, VMCDF, PC, une serre, une casquette, des volets automatisés....et voir ensuite l'effet sur les données précédentes.

[STRAWBALL]

Le projet est intéressant mais vaste.
Je pense qu'il serait bon de définir avant tout comme tu l'as dit pour quoi faire.

Je pense que cet outil devrait permettre de faire des choix pour les "profanes".
Du style la norme impose 100mm, si je passe à 150mm cela me donne quoi en économie? comme en plus l'outil integre les surfaces des differents materiaux si l'on a la possibilité de rentrer le prix, cela me fait quel surcout?

Axer sur l'importance de l'inertie et de l'isolation.

Pour ne pas aboutir très vite à une usine à gaz je pense que l'on doit aider les gens à définir les valeurs de chaque paroi.

D'un autre coté les appareils de chauffages ont toujours des plages de fonctionnement assez large. Etre ultra précis sur le résultat global à un sens relatif, je m'explique: tu obtiens un calcul de 6,56KWh pour -15°C ext. Super! Mais le gars va choisir parcequ'il lui plait un poele de 12KW , trop puissant mais il le prendra quand meme. Donc la précision il faut relativiser.

Par contre pour de l'habitat passif, cela se justifie davantage mais toujours pour déterminer l'isolation mini et pour quel cout.

Intégrer le puits canadien devrait être coton!

Modéliser l'intérêt de l'inertie pour les périodes estivales serait un plus pour décourager l'isolation par l'intérieur!

Coté support Excel me semble le plus courant donc le plus généralisable.

[lustiot]

Pour ma part, le besoin le plus important est le suivant:
- définir une maison, ses isolants, ses fenètres, la situation précise des murs par rapport au soleil, les éléments occultants(voisins, arbres)
- définir sa situation géographique et disposer de données météos de simulation
- à partir de là j'attends que la moulinette me crache:
- le besoin nécéssaire en chauffage résiduel
- une simulation des variations de température dans une pièce donnée

+1 je préciserais que ca serait pas mal de pouvoir avoir des murs hétérogènes (je suis justement en train d'essayer de remplir ta feuille Yoghourt mais je crois que je vais peter un cable !!! Y a une FAQ qui traine ? J'ai une config de maison sur sous sol non isolé avec 3 type de mur à l'étage isolés de différentes manière sinon c'est pas drole , comment je fais pour mettre une valeur d'isolant moyenne moi ?)

Si deja je pouvais facilement rentrer :
- la localisation de la maison (ou saisir les données météo moi même)
- les 8 murs (4 par niveaux) avec leur orientation et composition,
- l'isolation du sol,
- du plafond (ou combles)
- finir par les fenêtres pour les apports solaires...
- j'allais oublier la ventilation (actuellement 'naturelle' faut s'accrocher pour chiffrer les pertes qui est fonction du temps)

un bouton et paf ca crache le bilan thermique, comme ca on pourrait facilement jouer sur un des paramètres pour voir le gain, bref une feuille de Yoghourt ++ peut être un peu plus intuitive tout simplement

PS : de toute façon je bloque sur certains paramètres pour le moment j'ai pas recup les degrés jours de ma région, existe t il une base gratuite qqpart ?

[Yoghourt]

Y'a-t-il un maquetteur dans la salle? J'ai un brouillon griffoné à lui soumettre.

Parce que là, si je vous montre mes pattes de mouche censées synthétiser ce qui a été dit, z'avez pas fini de hurler

[invite59119cea]

Salut tout le monde
c'est un tres bon sujet ça
J’aimerai vous offrir un petit logiciel sur le dimensionnement des échangeurs à tubes et calandre par la méthode DTLM

Je vous pris de me donner votre avis pour que je l'améliore, merci
Vous le trouverez dans les 2 liens ci-dessous, c’est totalement free
Merci d'avance
J’attends vos critiques

Fichiers (nécessite un compte Yahoo groupes, la modération).
Ou bien sur http://membres.lycos.fr/zhadid/index3.html

### Pour votre sécurité les emails sont interdits sur le forum
Philou67 pour la modération.

[Yoghourt]

mes pattes de mouche

Je précise: un truc graphique, quelques bouts de page web qui donneront le look&feel de la page principale.
En fait, ça peut même être fait en html.

[invite69801f68]

Si on est adherent à une des asso sur la maison passive (Belge ou Française) le logiciel
PHPP qui a fait ses preuves, coute environ 100 € et il est me semble t'il complet.
Pourquoi re-creer ce qui existe déja ?

[etpourquoipas]

si ce qui existe d'abordable financièrement sur le marché correspond à 80% de nos besoins, on peut également songer à faire évoluer leur produit en apportant des suggestions d'améliorations: à plusieurs on aura plus de chances d'être crédibles.

[Yoghourt]

SebMP35 disait que la sortie de PHPP est le besoin et le dimensionnement du chauffage+ECS, et qu'il n'y a pas de calcul dynamique.
- Prise en compte de l'inertie?
- Modélisation de l'humidité? Aide à la décision pour éventuel frein-vapeur? Prise en compte pour les ventilations hygrostatée? Prise en compte pour le confort thermique?
- Modélisation du confort intersaison et été?
- Gestion de la non-linéarité des apports solaires?

Un calcul mensuel met à la trappe toute considération sur l'inertie du bâtiment, vu que cette inertie se compte en pratique au mieux en jours et non en mois.
Pour le déphasage et l'amortissement d'une paroi, on peut modéliser avec une sinusoide de période 24h.
Pour les apports solaires, modéliser avec un sinus n'a pas de sens. On peut passer par des fonctions porte, mais alors il va falloir jouer de la transformée de Fourier dans tous les sens.
Conséquence: la joie de gérer en pratique le calcul numérique des intégrales théoriquement à l'infini...
Pour la VMC hygro, il faut pareillement jouer avec des fonctions porte, mais avec la grande joie de devoir trouver une loi qui permet de trouver l'activité de la VMC hygro a priori (bonne chance, moi j'en sais fichtrement rien). Sinon, le chat se mord la queue, aïe.

Peut-on -sans se tirer des plombs- avoir des résultats significatifs pour le confort d'été sans passer par la simulation dynamique?
Je pense que non.

[SebMP35]

Oui pas de calcul dynamique dans PHPP.
L'inertie est prise ne compte de façon moyenne. Rien de fin dans le calcul de température d'été max.
Enfin sauf cas particulier (mur trombe, serre, ....) il y a moyen d'avoir une très bonne aide a la décision avec phpp sur le choix de la quantité d'isolant.
Rien sur la modélisation de l'humidité.

[Yoghourt]

Un peu de matière à réflexion concernant la modélisation, dont un lien vers une version de démo de PHPP (merci Seb!)

Concernant la modélisation thermodynamique des parois opaques, la thèse sur l'humidité dans les murs en botte de paille est bien faite et instructive.

[Yoghourt]

Je n'ai pas beaucoup de temps à consacrer à ce projet en ce moment.
Néanmoins, voici le brouillon d'interface.

La demie-page de gauche correspond à la page principale.
En affichage normal, on a 1 colonne de notes/chiffres commentés.
En affichage détaillé, on a 2 ou 3 colonnes supplémentaires.

Si on clique sur les résultats d'une ligne, on obtient l'ouverture d'une page avec des détails sur ces chiffres, avec éventuellement des commentaires d'appréciation plus précis.

En bas, c'est des boutons d'accès aux onglets supplémentaires + des commentaires sur les éventuels problèmes détectés.

N.B. La patte de mouche qui ressemble à "param", faut lire "par an"

En attendant la maquette, qu'une personne s'est proposée de faire...

[Yoghourt]

Un peu de littérature sur la simulation à base de hygIRC, WUFI, toolbox spécifique pour matlab/simulink:

• Presentation of the international building physics toolbox for simulink
• Application of hygrothermal analyses to optimize exterior wall design
• Hygrothermal performance of building envelopes: uses for 2D and 1D simulation
• Simultaneous heat and moisture transport in building components: 1D and 2D calculation using simple parameters (Thèse Kunzel 1995, WUFI)
• Moisture dynamics in building enveloppes (Thèse Peuhkuri 2003, simulink, /!\ la thèse fait 10Mo)

Concernant mon message au-dessus...
L'assemblée étant plutôt masculine, je fais un parallèle avec une voiture: un crayonné ou équivalent permettent de mieux fixer les idées, et éviter quelques poteaux (exemple: un utilitaire cabriolet ).
Par contre, le design et la réalisation de la carosserie finale se feront plus tard.

Le but principal de mon brouillon ci-dessus, et de la maquette correspondante est de se mettre d'accord sur la philosophie générale et les concepts-clés, ceux qui vont peser sur l'architecture de l'outil.
Eventuellement, la maquette peut servir comme point de départ pour le prototypage et le développement.
Le développement de la "vraie" interface se fera plus tard dans le projet.

[Yoghourt]

nota bene: le site web du modèle simulink a été mis à jour pour la dernière fois en novembre 2006...

[Yoghourt]

sujet connexe ouvert dans le forum math du supérieur, concernant le calcul 2D (voire 3D) des malus de pont thermique

[Philou67]

D'autres ressources logicielles potentiellement intéressantes : http://www.jnlog.com/index.html

[remyb]

concernant le calcul 2D (voire 3D) des malus de pont thermique

Avec un maillage carré, en régime stationnaire et en 2 dimensions, la méthode ci-dessous me semble bonne...

Dans un tableur :
Sur le premier onglet (onglet R), on affecte une "resistances thermiques" a chaque cellule.

Dans le second onglet (onglet T), si la températures de la cellule est connue (conditions aux limites), on affecte la température, sinon on affecte une formule qui calcule de la température en fonction des températures et des résistance des 4 cellules voisines (haut, bas, droite, gauche).
En activant le calcul par iterration, le tableur va calculer les températures manquantes

Pour la formule de calcul, il faut se servir de la conservation de l'énergie de la cellule qui se traduit, en stationnaire, par :
sommme (dT / R) = 0

C'est à dire, pour la cellule b2 :
(T.a2-T.b2)/(R.a2+R.b2) + (T.c2-T.b2)/(R.c2+R.b2) + (T.b1-T.b2)/(R.b1+R.b2) + (T.b3-T.b2)/(R.b3+R.b2) = 0

D'ou :
T.b2 = [ T.a2/(R.a2+R.b2) + T.c2/(R.c2+R.b2) + T.b1/(R.b1+R.b2) + T.b3/(R.b3+R.b2) ]
/ [1/(R.a2+R.b2) + 1/(R.c2+R.b2) + 1/(R.b1+R.b2) + 1/(R.b3+R.b2) ]

Cette formule permet d'obtenir la température de la cellule b2 en fonctoin des températures des cellules voisines et des resistances de ces celleules.


En 2D, ça doit marcher. Par contre, pour l'extention en 3D, c'est plus complexe...

Ca limite un peu.
Par exemple, rien que pour le cas des vis dans un isolant, une modélisation 2D n'est pas correcte !
En tenant compte de l'axe de symétrie, on peut, peut-être, corriger la résistance en fonction de la position et du sens...