Qu'est-ce que CoDyBa
CoDyBa est un outil sur PC de simulation en dynamique des performances énergétiques des bâtiments.
Il s'adresse aux bureaux d'études, aux organismes de recherche et de formation.
La nouvelle version de CoDyBa s'appelle KoZiBu : un prototype est téléchargeable gratuitement.
A quoi sert CoDyBa
CoDyBa est un logiciel utilisé pour analyser en dynamique les performances thermiques et hydriques d'un bâtiment lorsque celui-ci est soumis à des conditions climatiques variées. Cet outil est destiné à mener des études de chauffage et de refroidissement, de conditionnement d'air et de ventilation, de choix de matériaux d'isolation. L'objectif principal de CoDyBa est la prédiction de la consommation d'énergie, et de l'amplitude de variation de la température et de l'humidité.
Il permet d'estimer à un instant donné la puissance de chauffage ou de refroidissement nécessaire pour maintenir une consigne donnée, ou de déterminer les températures intérieures quand le chauffage ou la climatisation sont insuffisants. L'humidité est traitée de la même manière.
CoDyBa s'utilise pour déterminer les performances énergétiques de bâtiments de taille quelconque. En plus des calculs des puissances nécessaires, il détermine la consommation annuelle d'un bâtiment.
Pour des cas d'application, voir les exemples.
Comment ça marche
CoDyBa est basé sur l'assemblage de briques simples pour former un bâtiment complexe avec ses équipements. A l'aide de l'interface graphique, l'utilisateur construit un modèle de son bâtiment en utilisant des éléments de base (volumes d'air, murs, fenêtres). Avec l'interface, l'utilisateur peut ajouter à son modèle de bâtiment des charges internes et des éléments de régulation, et réaliser ensuite des calculs thermiques.
L'écran principal du bâtiment ressemble à l'Explorateur de Windows.
Le bâtiment doit être décrit précisément : la description du bâtiment se fait grâce à l'interface graphique, qui contient une arborescence du bâtiment, ressemblant à celle de l'Explorateur de Windows. L'arborescence du bâtiment est utilisée pour décrire la structure générale du bâtiment. L'utilisateur peut choisir d'afficher différents niveaux d'information ou de zones thermiques. Dans l'interface, chaque "entité" est associée à une représentation graphique, qui permet de la manipuler par des opérations de type "copier/coller" et "glisser/déposer". L'explorateur permet d'atteindre et d'éditer chaque entité.
Les entités de saisie sont celles couramment utilisées par les thermiciens, tandis que les modèles de calcul sont traités de façon transparente.
CoDyBa ne met pas de limite au nombre de volumes d'air (zones thermiques) : il peut simuler un bâtiment de taille quelconque. La vraie limite est le temps nécessaire aux saisies.
Ecrans
VOIR PLUS LOIN.
Exemples
Maison traditionnelle (1 niveau, 10 volumes).
Immeuble de bureaux (7 niveaux, 79 volumes).
Public
Ingénieurs, chercheurs, architectes, consultants HQE (bureaux d'études ou d'architecture, services, fabriquants).
Etudiants en thermique/énergétique ou en architecture.
Expertise requise
La compréhension des phénomènes physiques d'un bâtiment est souhaitable mais pas indispensable.
Une expérience technique est utile pour l'analyse des résultats de calcul.
Un jour d'auto-formation est souhaitable, mais pas indispensable pour ceux qui sont familiers avec la thermique des bâtiments (aucune autre formation n'est nécessaire).
CoDyBa s'adresse à des non-experts en méthodes de simulation, mais répond également aux attentes de ceux qui le sont.
Disponibilité
La version mono-zone est gratuite ( téléchargement libre) et peut servir de démonstration.
Un tarif spécial est applicable aux organismes de formation et d'enseignement : ½ * Prix de base.
Partenariat
Des partenaires sont recherchés pour la suite de CoDyBa (contacter Jean NOEL) :
- développeurs/éditeurs de logiciels : pour des passerelles avec des outils de CAO (lecture de géométries pour éviter des saisies inutiles).
- thésards/chercheurs : pour un retour d'expérience en échange de licences gratuites.
- producteurs de matériaux innovants : pour la prise en compte de matériaux plus sophistiqués.
Matériel
PC et compatibles, Windows 95 à XP, un processeur Pentium avec 20 Mo de RAM est recommandé.
Langages
CoDyBa est disponible en anglais et en français (actuellement la documentation est seulement en français). Les textes sont dans des fichiers séparés et la traduction du logiciel dans un autre langage peut se faire très vite.
Les sources du logiciel sont écris dans un langage orienté-objet : C++ (utilisation d'une hiérarchie de classes pour représenter le bâtiment).
Utilisateurs
Plus de 50 (en France et à l'étranger).
Histoire
CoDyBa a été créé à l'origine par J.-J. ROUX, chercheur à l'Université. La version multi-zones sous Windows et les fonctionnalités suivantes ont été développées par Jean NOEL.
Mots-clé
Simulation énergétique, efficacité énergétique, performance énergétique, énergie renouvelable, confort, analyse thermique, température d'air, simulation dynamique.
Concurrence
Vous pouvez comparer CoDyBa avec d'autres logiciels du marché, par exemple :
DOE2,
TRNSYS,
IDA-ICE,
APACHE,
ESP-r,
PLEIADES-COMFIE.
Les points de comparaison peuvent être la taille des géométries traitées, les tests scientifiques passés et accessibles, le traitement de l'humidité, le nombre de sorties, et le prix.
Entrées
Les données de base sont la géométrie du bâtiment et sa constitution : volumes d'air, murs (avec les matériaux des couches et les paramètres de surface), fenêtres (possibilité de masques solaires). Les paramètres principaux sont : la météo (les fichiers météo de différentes villes de France sont fournis), charges internes (éclairages, personnels, équipements), régulateurs (puissances et consignes de température, d'humidité et de ventilation).
Tout est prédéfini et modifiable. L'utilisateur peut s'aider de menus pré-définis.
Sorties
Un certain nombre de courbes peuvent être visualisées et envoyées à l'impression. Ces graphes peuvent permettre la comparaison de solutions différentes et les variables sorties heure par heures fournissent des informations sur la consommation énergétique. Tous les graphes peuvent être exportés vers d'autres logiciels de tracé comme Microsoft Excel ou Word pour des tracés plus sophistiqués. L'utilisateur choisit des sorties graphiques pour chaque entité ou pour le bâtiment complet.
Les sorties graphiques suivantes sont disponibles (en tant que fonctions du temps) :
- bâtiment : puissances sensible and latente (sommes des puissances des volumes d'air).
- volumes d'air : puissances sensible and latente, température d'air intérieur, température résultante (moyenne de la température d'air intérieure et des températures de surface des parois), humidité relative d'air.
- surfaces : flux solaire absorbé direct et diffus, température de surface (utile pour l'évaluation du confort thermique).
- fenêtre : flux solaire transmis direct et diffus, fraction d'ensoleillement, coefficient de transmission direct et diffus, coefficient global g direct et diffus.
- régulateurs : puissance.
CoDyBa fournit un rapport automatique des données d'entrée qui peut être visualisé ou bien sauvegardé au format rtf.
Modèles physiques
Les algorithmes numériques de CoDyBa sont spécifiques, mais les modèles physiques sont ceux communément admis :
Chaque volume d'air peut contenir un nombre quelconque de régulateurs de température (chauffage/climatisation) avec leur propre puissance et consigne. Puissance, consigne et activité sont donnés heure par heure, pour un jour ou une semaine. L'humidité est traitée de la même façon. En l'absence de régulation, la température et l'humidité évoluent librement. Les régulateurs sont supposés avoir une efficacité parfaite.
Prise en compte de la température radiante moyenne.
Modèle de paroi R2C. Les données de la paroi sont les couches (matériau et épaisseur), azimut, inclinaison, etc.
Calcul de chaque température de surface (paroi et fenêtre), ce qui permet une évaluation du confort thermique (autrement très simplifié).
L'occupation des locaux est intégrée.
Charges internes et régulateurs peuvent avoir des puissances ou des paramètres de contrôle fonction du temps.
Prise en compte des coefficients d'absorption et d'émission pour chaque paroi.
Prise en compte des masques lointains et proches.
La météo utilisée est heure par heure.
La ventilation est faite actuellement avec l'extérieur dans les versions commerciales.
Protections solaires de type "store" (stores vénitiens, etc.) : une modélisation a été mise au point et testée. Une version de CoDyBa intègre cette modélisation. Les résultats sont en attente de publication, mais un rapport préliminaire est disponible.
Toute une série de fonctionnalités ont été développées sans être intégrées dans les versions commerciales (pour une utilisation de ces fonctionnalités ou pour des études spécifiques, consulter Jean NOEL) :
Indices de confort PPD et PMV (méthodes de FANGER).
Aéraulique imposée (débits entre volumes d'air).
Une lecture des fichiers du logiciel TRNSYS a été développée et sera intégrée plus tard.
Validation
Le benchmark BESTEST (Agence Internationale de l'Energy) a été passé avec succès (voir rapport en anglais, au format pdf). Ce benchmark est le plus précis et le plus fiable qui existe actuellement. Ainsi CoDyBa peut simuler les performances des 155 géométries du benchmark, et dans presque tous les cas est en accord avec les résultats des programmes de référence.
Forces
Pas de limitation au nombre de volumes d'air (zones thermiques, voir exemple 1), simplicité d'utilisation, facilité de saisie des données, calcul multi-zones, vitesse de calcul.
Faiblesses
Les équipements sont modélisés simplement (puissance maximum, consigne, activité). Manque de saisie globale de la géométrie.
CoDyBa est un outil sur PC de simulation en dynamique des performances énergétiques des bâtiments. Il s'adresse aux bureaux d'études, aux organismes de recherche et de formation. La nouvelle version de CoDyBa s'appelle KoZiBu : un prototype est téléchargeable gratuitement. CoDyBa est un logiciel utilisé pour analyser en dynamique les performances thermiques et hydriques d'un bâtiment lorsque celui-ci est soumis à des conditions climatiques variées. Cet outil est destiné à mener des études de chauffage et de refroidissement, de conditionnement d'air et de ventilation, de choix de matériaux d'isolation. L'objectif principal de CoDyBa est la prédiction de la consommation d'énergie, et de l'amplitude de variation de la température et de l'humidité. Il permet d'estimer à un instant donné la puissance de chauffage ou de refroidissement nécessaire pour maintenir une consigne donnée, ou de déterminer les températures intérieures quand le chauffage ou la climatisation sont insuffisants. L'humidité est traitée de la même manière. CoDyBa s'utilise pour déterminer les performances énergétiques de bâtiments de taille quelconque. En plus des calculs des puissances nécessaires, il détermine la consommation annuelle d'un bâtiment. Pour des cas d'application, voir les exemples. CoDyBa est basé sur l'assemblage de briques simples pour former un bâtiment complexe avec ses équipements. A l'aide de l'interface graphique, l'utilisateur construit un modèle de son bâtiment en utilisant des éléments de base (volumes d'air, murs, fenêtres). Avec l'interface, l'utilisateur peut ajouter à son modèle de bâtiment des charges internes et des éléments de régulation, et réaliser ensuite des calculs thermiques.
L'écran principal du bâtiment ressemble à l'Explorateur de Windows. Le bâtiment doit être décrit précisément : la description du bâtiment se fait grâce à l'interface graphique, qui contient une arborescence du bâtiment, ressemblant à celle de l'Explorateur de Windows. L'arborescence du bâtiment est utilisée pour décrire la structure générale du bâtiment. L'utilisateur peut choisir d'afficher différents niveaux d'information ou de zones thermiques. Dans l'interface, chaque "entité" est associée à une représentation graphique, qui permet de la manipuler par des opérations de type "copier/coller" et "glisser/déposer". L'explorateur permet d'atteindre et d'éditer chaque entité. Les entités de saisie sont celles couramment utilisées par les thermiciens, tandis que les modèles de calcul sont traités de façon transparente. CoDyBa ne met pas de limite au nombre de volumes d'air (zones thermiques) : il peut simuler un bâtiment de taille quelconque. La vraie limite est le temps nécessaire aux saisies. VOIR PLUS LOIN. Maison traditionnelle (1 niveau, 10 volumes). Immeuble de bureaux (7 niveaux, 79 volumes). Ingénieurs, chercheurs, architectes, consultants HQE (bureaux d'études ou d'architecture, services, fabriquants). Etudiants en thermique/énergétique ou en architecture. La compréhension des phénomènes physiques d'un bâtiment est souhaitable mais pas indispensable. Une expérience technique est utile pour l'analyse des résultats de calcul. Un jour d'auto-formation est souhaitable, mais pas indispensable pour ceux qui sont familiers avec la thermique des bâtiments (aucune autre formation n'est nécessaire). CoDyBa s'adresse à des non-experts en méthodes de simulation, mais répond également aux attentes de ceux qui le sont. La version mono-zone est gratuite ( téléchargement libre) et peut servir de démonstration. Un tarif spécial est applicable aux organismes de formation et d'enseignement : ½ * Prix de base. Des partenaires sont recherchés pour la suite de CoDyBa (contacter Jean NOEL) : - développeurs/éditeurs de logiciels : pour des passerelles avec des outils de CAO (lecture de géométries pour éviter des saisies inutiles). - thésards/chercheurs : pour un retour d'expérience en échange de licences gratuites. - producteurs de matériaux innovants : pour la prise en compte de matériaux plus sophistiqués. PC et compatibles, Windows 95 à XP, un processeur Pentium avec 20 Mo de RAM est recommandé. CoDyBa est disponible en anglais et en français (actuellement la documentation est seulement en français). Les textes sont dans des fichiers séparés et la traduction du logiciel dans un autre langage peut se faire très vite. Les sources du logiciel sont écris dans un langage orienté-objet : C++ (utilisation d'une hiérarchie de classes pour représenter le bâtiment). Plus de 50 (en France et à l'étranger).
CoDyBa a été créé à l'origine par J.-J. ROUX, chercheur à l'Université. La version multi-zones sous Windows et les fonctionnalités suivantes ont été développées par Jean NOEL. Simulation énergétique, efficacité énergétique, performance énergétique, énergie renouvelable, confort, analyse thermique, température d'air, simulation dynamique. Vous pouvez comparer CoDyBa avec d'autres logiciels du marché, par exemple :
DOE2,
TRNSYS,
IDA-ICE,
APACHE,
ESP-r,
PLEIADES-COMFIE.
Les points de comparaison peuvent être la taille des géométries traitées, les tests scientifiques passés et accessibles, le traitement de l'humidité, le nombre de sorties, et le prix. Les données de base sont la géométrie du bâtiment et sa constitution : volumes d'air, murs (avec les matériaux des couches et les paramètres de surface), fenêtres (possibilité de masques solaires). Les paramètres principaux sont : la météo (les fichiers météo de différentes villes de France sont fournis), charges internes (éclairages, personnels, équipements), régulateurs (puissances et consignes de température, d'humidité et de ventilation). Tout est prédéfini et modifiable. L'utilisateur peut s'aider de menus pré-définis. Un certain nombre de courbes peuvent être visualisées et envoyées à l'impression. Ces graphes peuvent permettre la comparaison de solutions différentes et les variables sorties heure par heures fournissent des informations sur la consommation énergétique. Tous les graphes peuvent être exportés vers d'autres logiciels de tracé comme Microsoft Excel ou Word pour des tracés plus sophistiqués. L'utilisateur choisit des sorties graphiques pour chaque entité ou pour le bâtiment complet. Les sorties graphiques suivantes sont disponibles (en tant que fonctions du temps) : - bâtiment : puissances sensible and latente (sommes des puissances des volumes d'air).- volumes d'air : puissances sensible and latente, température d'air intérieur, température résultante (moyenne de la température d'air intérieure et des températures de surface des parois), humidité relative d'air.- surfaces : flux solaire absorbé direct et diffus, température de surface (utile pour l'évaluation du confort thermique).- fenêtre : flux solaire transmis direct et diffus, fraction d'ensoleillement, coefficient de transmission direct et diffus, coefficient global g direct et diffus.- régulateurs : puissance. CoDyBa fournit un rapport automatique des données d'entrée qui peut être visualisé ou bien sauvegardé au format rtf.
Chaque volume d'air peut contenir un nombre quelconque de régulateurs de température (chauffage/climatisation) avec leur propre puissance et consigne. Puissance, consigne et activité sont donnés heure par heure, pour un jour ou une semaine. L'humidité est traitée de la même façon. En l'absence de régulation, la température et l'humidité évoluent librement. Les régulateurs sont supposés avoir une efficacité parfaite. Prise en compte de la température radiante moyenne. Modèle de paroi R2C. Les données de la paroi sont les couches (matériau et épaisseur), azimut, inclinaison, etc. Calcul de chaque température de surface (paroi et fenêtre), ce qui permet une évaluation du confort thermique (autrement très simplifié). L'occupation des locaux est intégrée. Charges internes et régulateurs peuvent avoir des puissances ou des paramètres de contrôle fonction du temps. Prise en compte des coefficients d'absorption et d'émission pour chaque paroi. Prise en compte des masques lointains et proches. La météo utilisée est heure par heure. La ventilation est faite actuellement avec l'extérieur dans les versions commerciales. Protections solaires de type "store" (stores vénitiens, etc.) : une modélisation a été mise au point et testée. Une version de CoDyBa intègre cette modélisation. Les résultats sont en attente de publication, mais un rapport préliminaire est disponible.Toute une série de fonctionnalités ont été développées sans être intégrées dans les versions commerciales (pour une utilisation de ces fonctionnalités ou pour des études spécifiques, consulter Jean NOEL) :
Indices de confort PPD et PMV (méthodes de FANGER). Aéraulique imposée (débits entre volumes d'air). Une lecture des fichiers du logiciel TRNSYS a été développée et sera intégrée plus tard. Le benchmark BESTEST (Agence Internationale de l'Energy) a été passé avec succès (voir rapport en anglais, au format pdf). Ce benchmark est le plus précis et le plus fiable qui existe actuellement. Ainsi CoDyBa peut simuler les performances des 155 géométries du benchmark, et dans presque tous les cas est en accord avec les résultats des programmes de référence.
Pas de limitation au nombre de volumes d'air (zones thermiques, voir exemple 1), simplicité d'utilisation, facilité de saisie des données, calcul multi-zones, vitesse de calcul. Les équipements sont modélisés simplement (puissance maximum, consigne, activité). Manque de saisie globale de la géométrie.
Ecran d'un mur.
Ecran d'une fenêtre.
Climatisation.
Eclairage.
