Le SIG 3D au service des études environnementales en

Le SIG 3D au service des études environnementales en
milieu urbain
PROD-F-015-01
6ème Apéro Géomatique & Innovation – 3D : de la recherche à l'innovation
Mardi 29 novembre 2016
Sébastien Pecceu
Energy & Buildings Team Leader
Contact: sebastien.pecceu@@cenaero.be
Doc. ref.:ENB-NS-XXX-00
Cenaero
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• Centre de recherche appliqué en simulation numérique
“haute fidélité”
• ~55 Ingénieurs/Docteurs
• Charleroi – Belgique (+ équipe de 5 personnes à Paris)
• Partenaire du groupe Safran
• Diversification dans l'efficacité énergétique, les
bâtiments et Smart-Cities
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L'énergie et le bâtiment à Cenaero
• Projet fondateur SIMBA (2009)
– Transfert de technologie de l'aéronautique au
domaine du bâtiment et génie civil
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• Autres thématiques développées depuis
– Interaction maquette numérique – simulation
(SIG/BIM avec STD/CFD)
– Exploitation conjointe des la donnée et des modèles
de simulation (calibration de modèle, propagation
d'incertitudes, ...)
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Études environnementales – contexte
• Volonté grandissante de prendre en compte le
confort des utilisateurs dans les projets
d'architecture
• Exemples pour pour le climat intérieur
– ISO7730 - Ergonomics of the thermal environment
(indices PMV/PPD)
– Label HQE (Haute qualité environnementale): critères de
confort hygrothermiques, visuels, olfactifs, …
–…
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• Quid de l'extérieur ?
–
–
–
–
Impact du vent
Rayonnement
Polluants
...
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Simulation CFD (“Computational Fluid Dynamics”)
Equations
CFD
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Géométrie
Environnement
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Critères d'évaluation
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• Confort “mécanique” (e.g Beaufort)
• Confort thermo-aéraulique (e.g. UTCI)
• Polluants (ppm, ...)
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Étude classique – géométrie du bâtiment
• Fourni par l'architecte
et/ou
Modèle 3D “complet”
Plans PDF ou papier
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• Nécessaire pour la simulation
Modèle type “boite à chaussure” plus ou moins complexe
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Étude classique – environnement du projet
• Fourni par l'architecte
et/ou
Modèle complet et quelques (!) boites...
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• Nécessaire pour la simulation
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Vue satellite type “Google”
Les autres boites….
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Étude classique – les coûts
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• Collecte des données
• Simplification ou reconstruction de tout ou
partie de la géométrie 3D
• Mise en place du processus de calcul
• Post-traitement des résultats dans un logiciel
spécialisé
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Étude classique – les coûts
• Simplification ou reconstruction de tout ou
partie de la géométrie 3D
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– Géométrie “architecte” géométriquement trop
complexe et excessivement lourde à manipuler
– Formats de fichiers (DWG, …) pas/peu compatibles
avec les logiciels CAD utilisés en ingénierie
– Souvent plus efficace de reconstruire dans un
logiciel CAD
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Le projet SmartSIG3D
• Objectif: création d'un échange bi-latéral entre
– Un logiciel de SIG3D
– Des outils de calculs CFD
pour
–
–
–
–
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faciliter la collecte des données
faciliter et automatiser l'encodage des calculs
stocker et visualiser les résultats
rendre les études accessibles à des utilisateurs nonexperts
– pérenniser les résultats
– … et réduire les coûts d'étude
• Projet financé par la région Wallonne
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Processus de simulation
Processus générique
Génération
géométrie 3D
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Processus de
Simulation
(expert)
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Visualisation
post-traitement
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Processus de simulation SmartSIG3D
Processus classique
Processus générique
Processus SmartSIG3D
Entrées
utilisateur
Génération
géométrie 3D
DataBase
(e.g. meteo)
Processus de
Simulation
(expert)
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Entrées
utilisateur
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Visualisation
post-traitement
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Ressources de calcul
• Étude d'un quartier pour une direction de vent
donnée
– 2-4h de calcul sur 128 processeurs parallèle
– Minimum 8 directions nécessaires pour une étude
sérieuse
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• Infrastructure de calcul spécialisée nécessaire
• Choix du mode “client-serveur”
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Résultats sur un projet réel (Namur – Belgique)
Post-traitement “Expert”
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Post-traitement Elyx3D
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Résultats sur un projet réel (Namur – Belgique)
Post-traitement “Expert”
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Post-traitement Elyx3D
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Conclusions et perspectives
• Apport de la SIG 3D pour les études
environnementales
– Réduction des coûts (~50% pour projets existants,
30% pour nouveaux projets)
– Pérennisation des données
– Meilleure description géométrique: plus grande
représentativité des résultats
– Meilleure contextualisation
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• Perspectives de développement
– Intégration d'autres physiques couplées à
l'écoulement (îlots de chaleurs, polluants, ...)
– Croisement avec d'autres types de données
(mesures, etc)
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Merci pour votre attention!
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