Rénovation énergétique d'une usine pharmaceutique : STD et simulation CFD pour transformer les défis énergétiques en performance durable et confort thermique des employés.
Dans le cadre de la rénovation d'une usine pharmaceutique, l'étude s'appuie sur une approche innovante de simulation CFD pour transformer les défis énergétiques en opportunités de performance durable.
La simulation thermique dynamique (STD) joue un rôle central en quantifiant précisément l'impact de la conception architecturale sur les besoins de chauffage et de confort thermique, notamment en saison estivale.
Objectifs : estimation détaillée des besoins énergétiques, évaluation des conditions climatiques hivernales et estivales, et élaboration de solutions techniques pour un environnement thermique optimal, économe et écoresponsable.
L'essentiel. Rénovation énergétique d'une usine pharmaceutique à Carnoux-en-Provence, couplant simulation thermique dynamique (STD) et CFD. Après un audit thermique et des tests fumigènes, EOLIOS a quantifié les besoins et testé des leviers : réduire l'extraction d'air neuf gagne 36 % de puissance frigorifique, doubler l'isolation de toiture 8,5 %, une toiture claire réfléchissante 10 %. Le jumeau numérique CFD vérifie une distribution d'air homogène, sans zone morte.
L'utilisation immersive de la CFD repose sur des données météorologiques fiables (proximité de Carnoux-en-Provence, via infoclimat®) servant de modèle climatique de référence sur l'ensemble de l'année. Une inspection mensuelle détaillée distingue conditions estivales et hivernales, en recréant une année climatique « réelle » incluant les variations critiques (vagues de chaleur, épisodes de froid intense).
Les tests fumigènes visualisent les écoulements aérauliques et détectent les fuites d'air non désirées (zones d'infiltration compromettant l'efficacité énergétique). Les tests thermiques analysent les températures de surface des machines et installations, localisant déperditions de chaleur et surchauffes. Ensemble, ils fournissent les données essentielles pour caler le modèle de simulation.
Émission d'une fumée traçante pour rendre visibles les écoulements d'air. Ils révèlent les trajets réels de l'air, les recirculations et les fuites parasites, et servent à caler le modèle numérique sur le comportement observé sur site.
Les propriétés thermiques des parois ont été déduites in situ : murs internes parpaing/tôle, parois extérieures avec isolation de 5 cm, plafond et parois en laine de roche, inertie assurée par une dalle béton. Les apports internes de chaleur proviennent surtout des équipements électriques à forte dissipation (presses, éclairage LED). Les CTA et leur configuration sont stratégiques pour l'apport d'air frais des zones critiques (salles blanches).
La STD simule et prédit le comportement thermique du bâtiment toute l'année, en intégrant les interactions entre le bâti, les systèmes CVC et le climat : orientation des façades, propriétés des matériaux, isolation, étanchéité à l'air, sources internes, apports solaires et infiltrations.
Résultats clés : réduire au maximum l'extraction d'air extérieur améliore l'efficacité de la climatisation (+36 % de puissance frigorifique) ; doubler l'isolation de toiture apporte +8,5 % ; une peinture claire réfléchissante en toiture ajoute environ +10 % de gain énergétique.
Modélisation heure par heure du comportement thermique du bâtiment sur une année, couplant bâti, systèmes CVC et climat réel. Elle chiffre les besoins de chauffage et de froid et compare l'effet de chaque levier (isolation, air neuf, toiture) avant travaux.
Un jumeau numérique du volume interne est créé en simplifiant les éléments sans impact aéraulique/thermique, pour concentrer la précision sur l'essentiel. Dix gaines à buse ont été installées dans les zones critiques (températures excessives par temps chaud) et trois scénarios testés (régimes d'extracteurs et températures de soufflage différents, à puissance frigorifique constante).
L'analyse des vitesses révèle une circulation homogène sans zones mortes ; la cartographie thermique distingue zone carte (la plus fraîche), salles blanches (+2 °C, forte densité machines) et zone de stockage (+4 °C, sans gaines). L'étude recommande d'arrêter les extracteurs et de fermer les ventelles basses pour améliorer le confort.
Combinant STD et CFD, EOLIOS identifie les flux d'air critiques et les zones de bypass non désirés, garantissant une distribution d'air homogène, réduisant les risques de surchauffe et améliorant l'efficacité opérationnelle — pour la pérennité et la performance des installations industrielles.
Réplique virtuelle du volume interne, simplifiée pour ne garder que les éléments influençant l'aéraulique et la thermique. Il permet de tester des scénarios de ventilation (débits, températures de soufflage) et d'en mesurer l'effet sans intervenir sur l'installation réelle.
À retenir. Le couplage STD + CFD relie les gains énergétiques globaux au confort local, zone par zone. Il permet d'arbitrer les leviers (air neuf, isolation, toiture, réglage des extracteurs) avant d'engager des travaux industriels coûteux.
Rénovation énergétique, audit thermique et confort des salles blanches : les réponses aux questions que se posent industriels et exploitants avant une étude.
La simulation thermique dynamique chiffre, heure par heure sur l'année, les besoins de chauffage et de froid du bâtiment ; la CFD cartographie finement l'air à l'intérieur (vitesses, températures, zones mortes). Couplées, elles relient les gains énergétiques globaux au confort local, zone par zone.
La thermographie localise les déperditions et les surchauffes des machines ; les tests fumigènes rendent visibles les écoulements d'air et les fuites parasites. Ces relevés fournissent un état initial fiable qui sert à caler le modèle sur le comportement réel du site.
Sur ce projet, réduire l'extraction d'air neuf améliore de 36 % la puissance frigorifique disponible, doubler l'isolation de toiture apporte 8,5 %, et une toiture claire réfléchissante environ 10 %. La STD compare ces leviers pour établir la meilleure combinaison.
Le jumeau numérique CFD teste des scénarios de ventilation (débits, températures de soufflage, réglage des extracteurs). Il vérifie une distribution d'air homogène sans zone morte et identifie les points chauds (salles blanches, zone de stockage) à corriger.
Non. L'audit se fait sur site en exploitation, et la simulation teste ensuite les scénarios en virtuel. On valide les modifications (réglages, isolation, toiture) avant travaux, sans perturber l'activité industrielle.
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Rénovation énergétique d'une usine pharmaceutique par STD et CFD : données climatiques locales, audit thermique et tests fumigènes (déperditions, étanchéité), résultats STD (gains de +36 % frigorifique via la gestion des extracteurs, +8,5 % via l'isolation, +10 % via une toiture réfléchissante) et scénarios de ventilation pour un confort optimal et une consommation réduite.
PiscineCentre Aquatique — Hauts-de-Seine
EntrepôtGénie climatique — Entrepôt médical
HôtelSharaan by Jean Nouvel
MuséeGalerie de Paléontologie — MNHN
PiscinePiscine — Montreuil
Ventilation naturellePrototype — Cheminée de ventilation naturelle
Chambre froideChambre Froide — Leipzig
Sport / ArénaPalais Omnisports de Paris-Bercy
IndustrieUsine — Éolienne
Chambre froideChambre froide — Ressuage
Atrium · 🔒Confort sous verrière — Atrium
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