Exemples illustrés d'échanges normalisés IFC

Cohérence de la représentation pour le calcul thermique

Les limites spatiales

La représentation des limites spatiales des espaces dans le BIM ne s'appuie pas à l'heure actuelle sur une représentation thermique homogène des parois (voir "L'entité Nu de local local (IfcSpaceBoundary").

Illustration montrant que chaque limite spatiale doit être étudiée et adaptée géométriquement pour prendre en compte les spécifications thermiques des zones et espaces dans les calculs thermiques.
Chaque limite spatiale doit être étudiée et adaptée géométriquement pour prendre en compte les spécifications thermiques des zones et espaces dans les calculs thermiques

La notion de limites spatiales des espaces renvoie en fait à deux niveaux de représentation différents: dans le premier, les limites spatiales de l'espace sont les limites physiques qui définissent la volumétrie d'un espace et cela quelque soit les locaux adjacents de part et d'autre de ces limites. Dans le niveau 2, ces limites spatiales sont des interfaces qui séparent des milieux différents et qui doivent de ce fait tenir compte des espaces adjacents. On parlera alors dans ce second cas de limites thermiques de l'espace. Les parois doivent alors être redécoupées en parties homogènes .

Pour que dans ce niveau 2, les limites spatiales puissent être prises en compte lors de l'export IFC, il faut d'une part que votre version des IFC intègre cette propriété mais surtout que votre logiciel de CAO permette ce découpage et le génère de manière automatique.

Calcul et exploitation

Les logiciels thermiques correspondaient avant les pratiques de l'interopérabilité à des exploitations en bout de chaîne. C'est pourquoi les éditeurs se sont contentés de mettre en œuvre seulement les imports IFC. La compatibilité des logiciels thermiques avec les IFC s'entend donc uniquement vis‐à‐vis de l'importation.

Pour calculer les consommations énergétiques d'un bâtiment, il est indispensable de connaître (puis de saisir) de nombreuses informations qui peuvent être extraites ou déduites du contenu d'un BIM.

  • les surfaces et volumes des pièces composant le bâtiment

  • les types de paroi, les surfaces d'échanges entre zones et entre chaque zone et l'extérieur

  • l'orientation et l'inclinaison des parois composant l'enveloppe

  • les effets de masque induits par le bâtiment et par son environnement

D'autres informations peuvent être déduites facilement du contenu du BIM mais nécessitent néanmoins un travail de saisie externe au modèle

  • les regroupements de pièces en zones thermiquement homogènes

Enfin, certaines informations nécessaires au calcul thermique ne font quant à elles pas encore partie du champ sémantique du langage IFC sauf à utiliser les possibilités ouvertes.

  • Capacité thermique, dépendance des paramètres thermiques au taux d'humidité, etc.

  • Informations sur le contexte d'usage du bâtiment : horaires d'occupation, d'éclairage et d'HVAC[1].

L'écran ci-dessous illustre le résultat de l'import d'un fichier IFC dans Climawin.

L'arborescence spatiale (bâtiment > niveau > pièce) a été récupérée du BIM ainsi que les informations sur les pièces et les parois opaques et vitrées. Une part très importante de la saisie est évitée et le thermicien peut ainsi se concentrer sur la conception et la collaboration avec l'architecte.

Il est souvent utile d'utiliser plusieurs logiciels de thermique pour évaluer un même projet : le thermicien effectuera par exemple un calcul réglementaire RT 2012 puis approfondira certains aspects avec une simulation thermique dynamique (STD[2]).

Les informations nécessaires à ces différents logiciels de calcul thermique sont quasiment les mêmes. En effet la nouvelle réglementation s'est complexifiée à un point tel qu'elle rejoint le calcul de simulation, d'où l'intérêt de pouvoir mutualiser le résultat d'une saisie d'un logiciel à l'autre. C'est ce qui a motivé le développement de NBDM, format d'échange entre logiciels de thermique développés par un groupe d'éditeurs français avec le soutien de l'ADEME[3]. NBDM est un modèle d'échange de données extrêmement simple, facile à comprendre et à implémenter (formalisme XML).

Il utilise moins de 20 classes, toutes en relation avec des objets "réels" constituant un bâtiment. Les informations échangées se limitent au domaine thermique tout comme avec gbXML, format utilisé aux USA pour des besoins similaires.

Schéma illustrant la médiation NBDM entre outils modélisation 3D et logiciels de simulation thermique.
Médiation NBDM entre outils modélisation 3D et logiciels de simulation thermique

NBDM[4] et IFC[5] ne sont pas considérés par les éditeurs comme concurrents mais complémentaires. Ils sont d'ailleurs utilisés successivement pour alimenter un logiciel de simulation thermique dynamique à partir d'un BIM IFC.

  1. HVAC : Heating, Ventilation and Air-Conditioning, en français Chauffage, ventilation et climatisation

  2. STD : Simulation thermique dynamique

  3. ADEME : Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie

  4. NBDM : Neutral Building Data Model. Format d'échange entre logiciels de thermique, similaire à gbxml aux États-Unis.

  5. IFC : Industry Foundation Classes : Classes d'objets fondamentaux dans le domaine de l'AEC, utilisés dans le modèle conceptuel et le modèle physique des données pour les échanges de données informatisées proposés par buildingSmart

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