Séminaire IDEAS | 23 août 2013

L’axe « Design Intégré, Architecture et durabilité » (IDEAS) est une initiative commune du Laboratoire d'Architecture et Technologies Durables (LAST) et du Laboratoire Interdisciplinaire de Performance Intégrée au Projet (LIPID) de la faculté ENAC de l’EPFL. Il répond à l’objectif d’une intégration accrue des questions relatives à l’architecture durable au sein du cycle de Master en Architecture, Ingénierie Civile et Environnementale ainsi que de l’Ecole doctorale Architecture et sciences de la ville (EDAR).

Le calcul précis de la radiation solaire directe est indispensable pour prévoir la performance thermique de l'environnement construit. En raison de la potentielle complexité de la géométrie des bâtiments et des protections solaires, des effets d'occlusion du contexte environnant et de la position du soleil en constant changement, les méthodes de simulation actuelles nécessitent un temps de calcul excessif et risquent de produire des résultats imprécis. Par conséquent, les modèles de bâtiments sont souvent exagérément simplifiés pour les simulations de performance, même lors de la phase finale de la conception. La présentation décrit une série d'algorithmes qui permettent de calculer les gains solaires directs sur des modèles architecturaux CAD présentant une géométrie complexe ou incurvée, du feuillage et des structures urbaines adjacentes. Ces méthodes font recours aux processeurs graphiques et aux langages graphiques de programmation disponibles sur les ordinateurs modernes pour produire des résultats beaucoup plus rapidement qu'avec des algorithmes analytiques, tout en maintenant une précision élevée. Avec des variations, ces algorithmes peuvent être appliqués aux protections et écrans transparents. Les techniques sont illustrées en utilisant des modèles architecturaux digitaux de bâtiments existants analysés avec EnergyPlus.

Nathaniel est l'un des principaux fondateurs de Sustain, un banc d'essai expérimental pour la simulation énergétique en cours de création à l'Université de Cornell. Il a obtenu un master en architecture à l'Université de Cornell, sous la direction de Kevin Pratt, en combinant la simulation de la consommation énergétique à des algorithmes génétiques afin d'optimiser la volumétrie et les matériaux des bâtiments. Ses travaux incluent des algorithmes pour la traduction automatique de modèles architecturaux CAD pour la simulation énergétique et le développement de méthodes destinées à simuler plus précisément les échanges de chaleur rayonnante à l'intérieur des bâtiments.