Modélisation thermique de bâtiments publics, simulation de scénarios d’économie d’énergie et évaluation de l'impact environnemental : cas des lycées Cormontaigne et de la Communication (Metz-France)

Abstract

L’objectif principal de ce travail était de définir une méthodologie permettant de modéliser les lycées de la région Grand Est dans le logiciel TRNSYS à travers la modélisation et la calibration du lycée Cormontaigne et du lycée de la Communication. Ce travail effectué en stage dans le cadre du projet CERTEB_OPT, visait à évaluer le potentiel de réduction énergétique et les émissions CO2 associées par optimisation sans travaux de rénovation lourds. Le travail s’est focalisé sur les consommations et les besoins énergétiques pour le chauffage dont l’alimentation est assurée par le réseau de chaleur urbain de Metz. La méthodologie appliquée dans le cadre de ce travail a été subdivisée en plusieurs étapes successives : l’analyse et le traitement des données disponibles, la conception et la validation des hypothèses pendant les visites dans les lycées, la modélisation géométrique 3D, l’encodage des paramètres et la simulation proprement dite. Une fois les résultats obtenus, il a été question de calibrer le modèle départ d’abord sur les données météorologiques horaires de l’année 2025, on a ensuite extrait la part d’eau chaude sanitaire (méthode Summer Baseload) dans la consommation totale avant d’intégrer les pertes des systèmes (10%-15%) selon les normes EN 15316. Ce qui nous a permis d’obtenir les modèles de référence sur lesquels deux scénarios ont été testé : l’abaissement d’un degré de la consigne de chauffage (de 20°C à 19°C) et l’application du mode réduit pendant les pauses du midi (11h-13h). À l’issue de ce travail, nous retenons que l’application de ces deux scénarios ont permis de faire des économies sur les besoins nets de chauffage et les émissions CO2 associées, atteignant 19,2% pour le lycée Cormontaigne et 11,6% pour le lycée de la Communication. Enfin, la prise de recul sur le travail effectué montre que pour les prochains travaux sur les lycées de la Région Grand Est, il conviendra d’insister prioritairement, dès les premiers échanges avec les lycées, sur la composition de l’enveloppe thermique des bâtiments à travers les diagnostics de performance énergétiques (DPE) et les dossiers d’ouvrages exécutés (DOE), ces paramètres influençant le plus la simulation que la répartition exacte des usagers.