Ladybug

Présentation de la suite d'outils : Ladybug, Honeybee, Dragonfly, Butterfly, EPWMap et Pollination.

Installation et configuration : Rhino 8, Grasshopper, Ladybug Tools, moteurs de simulation (Radiance / EnergyPlus / OpenStudio / OpenFOAM selon besoins).

Organisation d'un projet : gestion des unités, nomenclature des fichiers météo, modèles 3DM et résultats.

Découverte des premiers composants : téléchargement de météo via EPWMap, import EPW/STAT, lecture des en-têtes et vérification de cohérence (latitude, timezone, altitude).

Premiers principes de préparation de la géométrie pour analyses environnementales : tolérance, surfaces fermées, normales, simplification des maillages.

Exercice d'application 1 : Construire une bibliothèque météo projet.

Objectif : utiliser EPWMap pour récupérer 2 fichiers EPW (site projet + site de comparaison), les organiser (dossiers / nommage), puis importer et afficher les métadonnées (coordonnées, pas de temps, période). Livrable : une fiche 'climat' synthétique par site.

Exercice d'application 2 : Contrôle rapide d'implantation par le soleil.

Objectif : sur un volume de gabarit (massing), générer un sunpath et des vecteurs solaires filtrés (heures critiques) afin d'identifier les orientations à protéger / valoriser. Livrable : captures Rhino annotées (angles, périodes, zones à ombrer).

Importer un EPW, définir une période d'analyse (saisons, mois, semaines typiques) et appliquer des filtres temporels.

Visualisations essentielles : sunpath, wind rose / wind profile, psychrometric chart, climate summary, degree days et graphiques horaires.

Lecture des indicateurs clés : températures sèches/humides, humidité relative, vitesse/direction du vent, rayonnement direct/diffus, nébulosité.

Approche design piloté par l'analyse environnementale : transformer des données météo en décisions (orientation, compacité, stratégies passives, zonage programmatique).

Introduction aux fichiers WEA (Weather Energy Analysis) pour préparer les simulations Radiance/Honeybee.

Exercice d'application 1 : Comparer deux climats pour orienter une stratégie de conception.

Objectif : comparer Paris et Marrakech (ou 2 sites projet) sur une même période et identifier les risques : surchauffe, inconfort estival, potentiel de ventilation naturelle. Livrable : tableau de conclusions + 3 décisions de conception justifiées.

Exercice d'application 2 : Psychrométrie et stratégies passives.

Objectif : tracer le psychrometric chart, superposer les heures de l'année et tester des stratégies (ombrage, ventilation, inertie, déshumidification) pour estimer leur impact sur le confort. Livrable : diagramme annoté + liste des stratégies prioritaires.

Exercice d'application 3 : Vent dominant et implantation urbaine.

Objectif : produire une rose des vents et un profil de vent, puis proposer une implantation de volumes (barres / plots) favorisant la ventilation d'été et limitant les nuisances (courants d'air). Livrable : schéma d'implantation + argumentaire.

Préparer la géométrie d'analyse : surfaces cibles, contexte (masques solaires), paramètres de maillage et résolution.

Analyses : incident radiation, cumulative sky, direct sun hours, études d'orientation et cartographies de résultats.

Interprétation : kWh/m², W/m², heures de soleil direct ; identification des zones à risque de surchauffe.

Introduction au confort extérieur : MRT (Mean Radiant Temperature) et indices de confort (ex. UTCI) sur espaces ouverts.

Cas d'usage 'énergie solaire' : estimation de potentiel PV / solaire thermique à partir du rayonnement reçu.

Exercice d'application 1 : Optimisation d'inclinaison de panneaux solaires en toiture.

Objectif : analyser plusieurs inclinaisons / orientations d'un champ de panneaux, comparer les kWh annuels reçus, et sélectionner une configuration optimale. Livrable : graphique comparatif + recommandation d'angle et d'azimut.

Exercice d'application 2 : Étude d'ensoleillement d'une façade et dimensionnement d'un brise-soleil.

Objectif : cartographier le rayonnement d'une façade sur une période critique (été), puis itérer un brise-soleil paramétrique (saillie, pas, orientation) pour réduire les apports. Livrable : avant/après + indicateur de réduction.

Exercice d'application 3 : Diagnostic de confort d'une cour (UTCI simplifié).

Objectif : comparer 2 scénarios (cour minérale vs cour végétalisée/ombragée) en évaluant l'exposition au soleil et des indicateurs de confort extérieur. Livrable : carte de zones confortables et proposition d'aménagement.

Concepts Honeybee : Rooms, Faces, Apertures, Shades ; modèles 'surface-by-surface' vs 'room-based'.

Construction du modèle : conversion de volumes Rhino en Rooms, gestion des ouvertures, vérification des normales et des adjacences.

Matériaux et propriétés optiques : Modifiers / ModifierSets ; prise en compte de vitrages et protections solaires.

Définition des capteurs : sensor grids, points de vue et paramètres d'échantillonnage.

Recettes courantes : daylight factor, point-in-time illuminance, annual daylight (sDA/UDI/ASE selon besoins) et lecture des résultats.

Exercice d'application 1 : Daylight Factor d'un espace de bureaux.

Objectif : modéliser une cellule de bureau, créer une grille de capteurs et calculer le daylight factor sous ciel couvert. Livrable : carte DF + zones non conformes et actions correctives (dimension fenêtre, réflectances).

Exercice d'application 2 : Simulation annuelle et métriques de daylighting.

Objectif : lancer une annual daylight sur une salle de classe (ou open-space), extraire des métriques (sDA/UDI/ASE) et comparer 2 variantes (protections solaires, profondeur de pièce). Livrable : tableau comparatif + choix de variante.

Exercice d'application 3 : Risque d'éblouissement et scénarios d'occultation.

Objectif : définir un point de vue poste de travail, tester plusieurs états d'occultation (stores) et analyser l'éblouissement/qualité visuelle. Livrable : rendu Radiance + recommandation de stratégie de stores.

Préparation du modèle énergétique : zoning, constructions, vitrages, ponts thermiques (niveau conceptuel), infiltration.

Profils d'usage : schedules, charges internes, densités d'occupation, éclairage, équipements.

Systèmes : principes HVAC (templates), ventilation naturelle/mécanique, consignes de température.

Lancement de simulation : export vers OpenStudio/EnergyPlus, choix des sorties (EUI, charges, températures, gains solaires).

Analyse et itération : comparaison de scénarios (enveloppe, protections, systèmes) et préparation d'une démarche d'optimisation.

Exercice d'application 1 : Comparatif d'enveloppes (EUI / charges).

Objectif : comparer 3 variantes d'enveloppe (U-values, SHGC, ratios vitrages) sur un même programme et mesurer l'impact sur EUI, chauffage et refroidissement. Livrable : tableau de résultats + choix argumenté.

Exercice d'application 2 : Stratégie de ventilation et confort.

Objectif : tester une ventilation naturelle (ou hybride) vs ventilation mécanique sur une période d'inconfort estival, en observant températures opératives et heures de dépassement. Livrable : graphique horaire + recommandations.

Exercice d'application 3 : Paramétrage multi-scénarios et lecture rapide des sorties.

Objectif : piloter plusieurs runs via sliders/itérations, automatiser l'extraction d'indicateurs (EUI, pics, intensités) et produire une synthèse. Livrable : 'dashboard' GH + classements des variantes.

Dragonfly : principes du modèle 2D extrudé, échelle quartier/district, agrégation des bâtiments et typologies.

Analyses urbaines : scénarios d'énergie à l'échelle district (URBANopt), exploration d'îlot/forme urbaine et impacts.

Butterfly : introduction au CFD (OpenFOAM), définition du domaine, maillage, conditions aux limites, post-traitement (vitesse/pression).

Pollination : partage de modèles, exécution de recettes (Radiance / énergie / radiation) sur le cloud, récupération et comparaison de résultats.

Exercice d'application 1 : Scénario d'énergie de quartier (Dragonfly).

Objectif : construire un modèle simplifié de 6 à 10 bâtiments, affecter des typologies et lancer une simulation de consommations annuelles pour comparer 2 scénarios (densité / compacité / ratios vitrages). Livrable : carte + indicateurs agrégés.

Exercice d'application 2 : CFD d'un canyon urbain (Butterfly).

Objectif : simuler l'écoulement du vent dans une rue bordée de bâtiments (2 configurations) et analyser vitesses au niveau piéton. Livrable : coupes/plan de vitesses + recommandations (porosité, gabarits, écrans).

Exercice d'application 3 : Calcul cloud avec Pollination (Radiance).

Objectif : envoyer une simulation annuelle de daylight (ou irradiance) sur Pollination, suivre l'exécution, puis rapatrier et comparer les résultats de 2 variantes. Livrable : rapport de résultats + fichier GH 'cloud-ready'.