Les dessinateurs-projeteurs du secteur du BTP ont besoin d'outils informatiques sophistiqués pour réaliser la conception et le calcul de projets de plus en plus complexes. La conception de bâtiments aux formes plus créatives et dynamiques, ainsi que la publication de réglementations plus exigeantes, obligent les professionnels à travailler avec des logiciels qui garantissent des résultats précis et réalistes, offrant surtout confiance et productivité.
Pour y parvenir, les logiciels actuels implémentent des algorithmes complexes qui permettent d'obtenir de bons résultats. Conception architecturale, calcul des structures, estimation de la demande et de la consommation d'énergie, éclairage, installations, performance thermique et acoustique, etc. Aujourd'hui, tous les domaines qui composent la construction d'un bâtiment nécessitent l'élaboration et la présentation de projets professionnels qui accréditent et vérifient la conformité à la réglementation et la sécurité du travail réalisé.
Les algorithmes chargés d'effectuer les différents calculs sont implémentés dans ce que nous appelons des moteurs de calcul. Ceux-ci permettent au technicien de concevoir, calculer et vérifier de la manière la plus efficace possible les conditions les plus adaptées à l'objectif recherché par le professionnel, en étudiant les différentes options proposées et leur optimisation ultérieure.
Aujourd'hui, et après que les techniciens aient remplacé l'utilisation des calculs manuels par celle des logiciels de CAO, la technologie BIM gagne du terrain dans le secteur, et les logiciels de conception et de calcul s'y adaptent afin d'améliorer l'expérience professionnelle des techniciens. Par conséquent, les développeurs adaptent leurs logiciels pour pouvoir continuer à offrir les meilleurs résultats avec des moteurs de calcul accrédités par la communauté scientifique internationale dans le cadre d'un flux de travail BIM qui élargit les possibilités des professionnels.
Cela profite déjà aux utilisateurs de nos logiciels, qui disposent de différentes applications fonctionnant avec ce type de moteurs de calcul. Grâce aussi au fait que BIMserver.center centralise les informations et la documentation générées par chacun d'eux, et facilite le partage de ces données, modèles et documentation avec d'autres outils, améliorant ainsi la qualité des projets.
Ensuite, nous allons passer en revue certains des moteurs de calcul implémentés dans les différentes applications CYPE. L'utilisation de ces applications permet aux techniciens de savoir à l'avance que les résultats seront soutenus par la confiance et le prestige que la communauté scientifique internationale a accordés aux moteurs de calcul au cours de l'histoire.
Moteurs de calcul disponibles sur BIMserver.center et intégrés dans le flux de travail BIM
Moteur de calcul Radiance pour l'éclairage
Radiance est un moteur à code ouvert qui calcule les niveaux d'éclairage à partir d'un fichier où sont définis la géométrie, les matériaux et les conditions climatiques. Cet outil a été développé par Greg Ward entre 1985 et 1997 au Lawrence Berkeley National Laboratory. Aujourd'hui, il est le plus apprécié parmi les professionnels de l'éclairage. Ce moteur de calcul est implémenté dans CYPELUX, un logiciel de simulation d’éclairement des installations d'éclairage et avec lequel les architectes et les ingénieurs peuvent prévoir l'éclairage, la qualité visuelle et l'apparence des espaces.
Moteur de calcul EnergyPlus™ pour la simulation énergétique
EnergyPlus™ est un moteur de calcul développé par le département américain de l'énergie et est considéré comme l'un des moteurs de simulation énergétique les plus utilisés, puissants et reconnus au monde. Cette solution est excellente pour la simulation énergétique des bâtiments, permettant de déterminer la demande énergétique des bâtiments, ainsi que la performance énergétique des systèmes de climatisation, en déterminant la consommation d'énergie par système d'entrée et vecteur énergétique utilisé.
EnergyPlus™ est opérationnel dans les logiciels suivants : CYPETHERM HE Plus (CTE 2019), CYPETHERM EPlus, CYPETHERM SCE-CS Plus (Portugal), CYPETHERM Improvements Plus, CYPETHERM FUJITSU
Moteur de calcul EPANET pour les calculs hydrauliques
EPANET est un est un moteur permettant d’analyser le comportement hydraulique et la qualité de l'eau dans les réseaux de distribution d'eau potable sous pression. Ce logiciel a été développé par « Water Supply and Water Resources Division of the U.S. Environmental Protection Agency‘s National Risk Management Research Laboratory », aux États-Unis, et constitue aujourd'hui la solution de modélisation hydraulique la plus utilisée dans le monde.
Il est désormais possible de travailler avec les résultats fournis par ce moteur de calcul dans le flux de travail Open BIM grâce à son implémentation dans le logiciel CYPEFIRE Hydraulic Systems, une application qui permet de concevoir des installations hydrauliques d'extinction des incendies.
Moteur de calcul Fire Dynamics Simulator (FDS) pour le comportement de la fumée et du feu
Le Simulateur dynamique d'incendie (FDS) est un modèle numérique de dynamique des fluides (CFD) de l'écoulement des fluides entraîné par le feu. Développé par le NIST (National Institute of Standards and Technology, USA), le moteur de calcul FDS est utilisé au niveau international et sert à analyser le comportement du feu et de la fumée d’un incendie, permettant ainsi d'obtenir des données pour l'étude de l'évacuation des occupants d'un bâtiment.
Ce moteur de calcul est implémenté dans le logiciel CYPEFIRE FDS pour la conception de modèles complexes de bâtiments et l'exécution de simulations d'évolution des incendies. La visualisation de ces simulations est possible sur notre plateforme grâce à l'application gratuite CYPEFIRE FDS Viewer, qui dispose à son tour de la visionneuse graphique Smokeview (SMV), également développée par le NIST.
OpenSees pour le calcul structural
Le moteur de calcul OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation) pour le calcul linéaire et non linéaire des structures. Ce moteur de calcul, développé par Frank McKenna, Gregory L. Fenves et Filip C. Filippou à l'Université de Californie à Berkeley, est largement utilisé dans le monde entier et jouit d'un grand prestige en tant que moteur de calcul de référence parmi les milieux académiques et les experts professionnels en calculs avancés de structures.
Les logiciels de structures qui fonctionnent déjà avec le moteur de calcul OpenSees sont : StruBIM Steel, StruBIM Analysis, StruBIM Design, StruBIM Foundations et CYPE Connect Steel.
Moteurs de calcul développés par le CSTB
Le CSTB est un organisme public qui vise à assurer la qualité et la sécurité des bâtiments et à soutenir l'innovation dans le secteur. Elle y parvient par le biais de quatre activités clés : la recherche et l'expertise, l’évaluation, la certification et la diffusion des connaissances. Par ces activités, elle aide le professionnel à renforcer la qualité et la sécurité des bâtiments. Dans le cadre de son activité de recherche, le CSTB est labellisé Carnot depuis 2006, et développe différents moteurs de calcul qui ont reçu l'aval de la communauté scientifique du secteur du BTP. Dans nos logiciels, et grâce à la collaboration avec le CSTB, nous disposons des moteurs suivants :
- COMENV pour l'impact environnemental et l'analyse du cycle de vie
Le moteur de calcul COMENV est le standard utilisé en France pour réaliser l'évaluation environnementale de construction neuve et rénovation, car il est utilisé par les pouvoirs publics français dans le cadre de l'évaluation E+C-. Les données fournies par ce moteur servent de base au calcul de l'analyse du cycle de vie (ACV) de la réglementation environnementale RE 2020. COMENV est la base de calcul de ELODIE par CYPE, le logiciel de référence du CSTB utilisé par une communauté de plus de 1100 utilisateurs.
- COMETH pour la simulation dynamique des performances thermiques et énergétiques
Le moteur de calcul COMETH permet une simulation énergétique dynamique (SED), prenant en compte à la fois la modélisation énergétique et le confort thermique. Cette solution est implémentée dans le logiciel CYPETHERM COMETH, qui permet aux dessinateurs-projeteurs d'effectuer des simulations énergétiques des bâtiments, de déterminer la demande énergétique des bâtiments et la consommation d'énergie des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation dans le cadre d'un flux de travail Open BIM.
- Moteur de calcul AcouBAT pour acoustique
Le logiciel AcouBAT by CYPE intègre la base de données des essais acoustiques du moteur de calcul AcouBAT géré par le CSTB. Grâce à son utilisation, les techniciens étudient l’isolement et le conditionnement acoustique des bâtiments. Plus précisément, il est chargé de calculer les indices qui évaluent l’isolement aux bruits aériens (intérieur et extérieur), de l’isolement au bruit de choc et du niveau de réverbération dans les espaces intérieurs, conformément aux méthodes de calculs détaillées dans la norme EN ISO 12354:2017.
AcouBAT by CYPE permet de concevoir et de calculer l'isolation et le conditionnement acoustiques de tout type de bâtiment, en conformité avec les réglementations de tout pays qui peuvent être configurées manuellement. De plus, le logiciel comprend les normes prédéfinies CTE DB HR (Espagne), Nouvelle Réglementation Acoustique (NRA, France), Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edificios (RRAE, Portugal), Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici (D.P.C.M. du 5 décembre 1997, Italie) et NBR 15575 (Brésil).
