L'application de cette procédure aux modèles de simulation énergétique permet de quantifier l'effet de l'utilisation de paramètres mesurés sur la consommation de chauffage et de climatisation, par rapport à des paramètres normalisés. Son application dans les futurs plans de rénovation encouragera le recours aux modèles de simulation comme outils prédictifs pour estimer avec fiabilité les économies d'énergie résultant des travaux de rénovation.
 
Une partie du secteur de la construction de logements s'oriente vers la rénovation et la modernisation des bâtiments, car une grande partie du parc immobilier existant est obsolète, ayant été construite avant 1979, date à laquelle aucune réglementation relative aux exigences minimales en matière d'énergie et d'habitabilité n'existait. Pour mettre en œuvre des politiques de rénovation efficaces, il est nécessaire de disposer d'informations précises sur notre parc immobilier afin d'identifier et de répertorier les bâtiments. Ceci permettra la création de bases de données pour contrôler la conformité à la réglementation et compiler des statistiques sur le parc immobilier. Les stratégies de réhabilitation les plus appropriées pour chaque bâtiment pourront alors être sélectionnées grâce à une approche beaucoup plus globale, évaluant chacune des variables qui influencent la performance thermique et énergétique du bâtiment et étudiant l'impact de chacune sur la consommation d'énergie.
 
Les outils de simulation énergétique sont utilisés pour prédire la performance des bâtiments, par exemple, dans le cadre des processus de certification énergétique. Cependant, de nombreuses études ont mis en évidence un écart entre les performances énergétiques attendues et réelles des bâtiments, appelé « écart de performance ».
 
Dans ce contexte, des chercheurs de l’ École supérieure technique d’architecture de Madrid (ETSAM-UPM) et de l’Université de Séville, en collaboration avec lelaboratoire vivant SUSLabNWE de l’Université de technologie de Delft – une infrastructure spécialisée dans l’innovation participative et les processus de développement durable – et son accélérateur de technologies du bâtiment, ont élaboré une proposition méthodologique qu’ils ont appliquée et testée dans le cadre de deux études expérimentales. Ces études ont porté sur deux immeubles d’habitation collectifs de même type, situés à Madrid, l’un rénové et l’autre non rénové. Dans ces deux bâtiments, un suivi et des mesures in situ ont été réalisés à l’aide d’un équipement de mesure développé par la Faculté de génie industriel de l’Université de technologie de Delft, grâce à un accord de collaboration signé par les deux universités. Ces mesures ont permis de définir les profils d’usage et d’occupation par l’application de méthodes mixtes, ce qui a servi à ajuster les paramètres d’entrée des modèles de simulation avec des données réelles. Cela a permis d'étudier la consommation énergétique des modèles, ainsi que de réaliser une analyse paramétrique qui a déterminé indépendamment l'impact de chacun des paramètres étudiés.
 

Boîtier de réglage et de capteurs de confort : équipement développé par l’Université de technologie de Delft. Source : TUDLFT.
 
Les résultats ont révélé un écart selon les données utilisées pour ajuster les modèles. Les économies potentielles de chauffage seraient quatre fois supérieures avec des données standardisées qu’avec des données mesurées.
 
De plus, l’analyse de la consommation énergétique des modèles a mis en évidence l’importance de l’ajustement des paramètres liés au comportement des utilisateurs (jusqu’à 98 % d’écart) et aux données climatiques (jusqu’à 190 %), identifiés comme les facteurs les plus déterminants de la différence entre l’ajustement des modèles avec des données mesurées et celui avec des données standardisées.
 
Selon Elena Cuerda, chercheuse principale de l’étude qui a constitué la base de sa thèse de doctorat : « Ce travail représente une avancée pour les futurs projets de rénovation. Il favorisera l’utilisation de modèles de simulation énergétique des logements, dès la phase de conception, ajustés avec des données réelles provenant des bâtiments et de leurs occupants. » L’application de cette nouvelle méthodologie encouragera l’utilisation d’outils de simulation comme outils prédictifs pour estimer avec fiabilité les économies d’énergie résultant des travaux de rénovation et, par conséquent, les délais d’amortissement. « Enfin », souligne la chercheuse, « ce travail a également démontré la nécessité de promouvoir, par le biais de politiques nationales du logement, la définition de modèles d’occupation réels qui reflètent la diversité des ménages, les facteurs socio-économiques, les coutumes, les modes de vie, ainsi que les habitudes et les attitudes des utilisateurs. Cela permettra une estimation précise des économies d’énergie dans les projets de rénovation, ainsi que de la performance énergétique future des bâtiments dans les nouvelles constructions. »
 
Cuerda, E., Guerra-Santin, O., Sendra, JJ, & Neila, FJ (2020). Understanding the performance gap in energy retrofitting: Measured input data for adjustment building simulation models. Energy and Buildings, 209, 109688. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109688
 
Cuerda Barcaiztegui, Elena (2020). Proposition méthodologique pour l'ajustement des modèles de simulation énergétique des maisons à partir de données expérimentales https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.62794.