Les bâtiments fournissent un abri et protègent leurs occupants de l’environnement extérieur. Pour y parvenir efficacement, les concepteurs de bâtiments doivent être en mesure de modéliser la manière dont le climat d’un lieu, à savoir la température, l’humidité, les heures d’ensoleillement, le vent, etc., influencera la performance énergétique du bâtiment, c’est-à-dire sa capacité à rester confortable et sécuritaire quelles que soient les conditions extérieures. La plupart des concepteurs et des ingénieurs utilisent les données historiques des stations météorologiques locales pour modéliser les performances des bâtiments. Cela suppose que le climat est stationnaire ou qu’il ne change pas. Cependant, le climat est en train de changer. Alors, comment les concepteurs peuvent-ils prendre en compte les conditions climatiques futures dans la conception de leurs projets?
La simulation de la performance d’un bâtiment permet aux concepteurs de tester différentes conceptions de bâtiments sur un ordinateur et de voir comment elles se comporteraient dans des conditions réelles. Il existe de nombreux outils de simulation de bâtiments qui utilisent des modèles mathématiques complexes pour calculer les flux énergétiques dans un bâtiment. Ces outils peuvent évaluer les performances du bâtiment dans un certain nombre de catégories, notamment la simulation énergétique, le calcul des charges thermiques, la sélection et le dimensionnement des systèmes CVC, l’analyse du confort thermique et de la qualité de l’air intérieur, ainsi que la simulation de l’éclairage et de l’éclairage naturel.
Ces simulations sont utilisées à presque tous les stades du processus de conception et fournissent des renseignements précieux sur la performance des bâtiments qui ne pourraient être obtenus seulement par la prise de mesures. La performance d’un bâtiment est affectée par la conception de l’enveloppe (murs, fenêtres, toits, etc.), les matériaux de construction, les systèmes de construction (éclairage, refroidissement, chauffage, ventilation, etc.), les charges internes (nombre de personnes, équipement, horaire, etc.) et le sujet de cet article : les conditions climatiques locales.
Pour exécuter ces simulations, les outils nécessitent un fichier météorologique. Un fichier météorologique est un fichier texte qui contient des données sur les conditions climatiques locales, y compris les températures, l’humidité relative, la pression atmosphérique, le rayonnement solaire, la vitesse et la direction du vent et la couverture nuageuse. Jusqu’à très récemment, les fichiers météorologiques étaient uniquement établis à partir des données des stations météorologiques, ce qui signifie qu’il s’agit de fichiers de données historiques plutôt qu’axées vers le futur. Les concepteurs de bâtiments s’appuient sur les fichiers météorologiques pour créer des espaces sécuritaires, confortables et efficaces sur le plan énergétique. Ainsi, le fait de n’utiliser que des données historiques pour simuler la performance d’un bâtiment peut ne pas refléter les types de conditions météorologiques que le bâtiment devra supporter à l’avenir. Les bâtiments étant conçus pour durer plusieurs décennies, voire des siècles, l’ampleur des changements climatiques qu’ils pourraient subir au cours de leur durée de vie est considérable. Comme le climat se réchauffe, cela signifie que les estimations de la consommation d’énergie et des niveaux de confort seront différentes à l’avenir.
Les professionnels du bâtiment ont besoin d’un moyen pour prendre en compte les impacts des changements climatiques futurs dans la conception des bâtiments. Une façon d’y parvenir est d’utiliser des fichiers de données météorologiques futures. Tout comme les fichiers de données météorologiques historiques, les fichiers de données météorologiques futures sont des fichiers texte qui contiennent des données sur les conditions météorologiques futures pour un emplacement particulier. Ils contiennent souvent les mêmes renseignements que les fichiers de données historiques, ce qui signifie qu’ils peuvent parfois être facilement intégrés dans les simulations de performance existantes.
Deux ensembles de fichiers de données météorologiques futures sont actuellement disponibles pour divers endroits au Canada; ces deux ensembles ont été mis au point par le Pacific Climate impacts Consortium (PCIC) et le Conseil national de recherches du Canada (CNRC). Ils utilisent des techniques différentes pour intégrer les données climatiques futures dans les fichiers météorologiques.
PCIC a appliqué la technique de transformation pour ajuster les fichiers de données météorologiques historiques. Ainsi, ils sont parvenus à réaliser trois fichiers météorologiques sur 30 ans pour une année météorologique typique (TMY) en utilisant le scénario RCP 8.5, pour les périodes suivantes : 2011 à 2040 (années 2020), 2041 à 2070 (années 2050), 2071 à 2100 (années 2080).
Le CNRC, en revanche, a utilisé un modèle climatique régional pour créer huit fichiers météorologiques qui comprennent un fichier de référence (1991 à 2021) et sept périodes futures représentant différents niveaux de réchauffement de la planète, de +0,5 °C à +3,5 °C. Outre les fichiers TMY, des fichiers météorologiques sur les conditions extrêmes et l’humidité sont également fournis.
Comme vous pouvez le voir dans l’exemple ci-dessous, les fichiers de données météorologiques futures peuvent être très différents des fichiers de données météorologiques historiques. Les colonnes bleues de ces graphiques illustrent la charge de refroidissement ou la quantité d’énergie requise pour la climatisation. Le graphique du bas, qui utilise un fichier de données météorologiques futures, montre une demande de refroidissement beaucoup plus élevée en été par rapport au graphique basé sur les données historiques.
Nous lancerons bientôt une nouvelle ressource dans la zone d’apprentissage concernant ces deux ensembles de données, qui fournira plus de renseignements sur leurs différences et des conseils pour définir quel ensemble utilisé. Si ce type de contenu vous est utile, veuillez prendre le temps de nous en informer. Vous pouvez envoyer vos commentaires à ccsc-cccs@ec.gc.ca. Et assurez-vous de vous inscrire à notre infolettre pour ne pas manquer nos prochaines publications. Vous trouverez le formulaire d’inscription en haut de la page Nouvelles.