Vol. 4, No. 1, - Décembre 2018

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Chroniques

Les périodes de « Grand-Froid »

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Auteur : Antoine Colney

Par Réseau ETS

L’hiver dernier, le Québec a vécu deux périodes aux conditions climatiques exceptionnelles; périodes que nous appellerons « périodes de Grand-Froid ». Elles se caractérisent notamment par des températures très basses, et ce, pendant un laps de temps de plus de 24h. En effet, durant les mois de décembre 2017 et janvier 2018, le Québec a connu plusieurs journées consécutives où les températures n’ont pas dépassé -10 degrés Celsius; entraînant de fortes consommations d’énergie pour le chauffage des bâtiments.

De manière générale, il est possible de simuler, par régression linéaire, la consommation d’énergie dédiée au chauffage d’un bâtiment avec les degrés-jours unifiés. La notion de degrés-jours unifiés est un outil utilisé en simulation énergétique et en climatologie permettant de représenter les évolutions de températures au cours d’une journée (moyenne, minimum, maximum). Chaque bâtiment possède sa propre régression selon ses caractéristiques (orientation, superficie, enveloppe, localisation, etc.) et les fluctuations de températures sont considérées quotidiennement.

Cependant, lors des périodes de « grand-froid », la simulation n’est plus réalisable. De telles conditions entrainent une chute de la masse thermique des bâtiments. La masse thermique d’un bâtiment lui permet notamment d’assumer les fortes variations de température en emmagasinant de la chaleur au travers de son enveloppe. Étant donné les basses températures prolongées, le bâtiment s’est peu à peu refroidi jusqu’à libérer toute sa chaleur. Les équipements permettant le chauffage (chaudières, thermopompes, etc.) ont donc dû fonctionner à pleine capacité pour chauffer les espaces et essayer de maintenir la charge thermique du bâtiment.

Dans la grande majorité des bâtiments, les factures d’énergie (électricité, gaz naturel, huile, etc.) des mois de décembre 2017 et janvier 2018 ont été particulièrement élevées. Dans certains bâtiments, cette facture a été doublée comparativement à l’année précédente.

Concernant la simulation énergétique, l’utilisation unique des degrés-jours unifiés n’est donc plus fonctionnelle. La régression linéaire établie une relation selon une période de référence donnée. Or, lors de la période de référence, il s’agissait uniquement de chauffer les espaces et non l’enveloppe du bâtiment (absence de période de « grand-froid »). De ce fait, l’utilisation de la relation initiale n’est plus suffisante pour les simulations énergétiques. Bien que les degrés-jours unifiés représentent les températures d’une journée, ils ne permettent pas de prendre en considération l’impact des jours précédents sur les bâtiments. Un ajustement est alors nécessaire pour une simulation énergétique représentative.

L’ajustement concerne la masse thermique d’un bâtiment. Afin d’être le plus juste possible, il s’agit de considérer l’ensemble des caractéristiques du bâtiment pour connaître sa masse thermique admissible et sa capacité à assumer les variations de température. Enfin, on pourrait considérer en moyenne qu’une journée de « grand-froid » a consommé deux fois plus d’énergie que la valeur simulée par régression.