Dans cet article, vous allez apprendre ce que sont les degrés-jours et comment la plateforme EM peut les calculer.
Introduction
Qu'est-ce que les degrés-jours ?
« Un degré-jour est une mesure de chauffage ou de refroidissement. [...] Les valeurs hebdomadaires ou mensuelles de degrés-jours peuvent également être utilisées dans un système de surveillance et de ciblage de l'énergie pour surveiller les coûts de chauffage et de refroidissement des bâtiments climatisés" - wikipedia.org
Les degrés-jours dans la plateforme
La plateforme EM calcule automatiquement les degrés-jours de chauffage et de refroidissement pour un emplacement, à condition que vous disposiez d'un dispositif de température extérieure configuré, qu'il provienne de la plateforme ou de votre propre dispositif.
Le système vous propose trois paramètres différents relatifs au calcul des degrés-jours : degrés-jours de chauffage, degrés-jours de refroidissement et la somme des deux.
Exigences
Pour obtenir les degrés-jours pour un emplacement nommé « Emplacement A », soit avec la station météo virtuelle de la plateforme, soit avec votre propre capteur de température extérieure, vous devez suivre ces étapes :
- Configurer la température de référence hiver/été dans l'emplacement. Apprenez comment configurer un emplacement ici.
- Sélectionner la méthode de calcul des degrés-jours. Apprenez comment configurer un emplacement ici.
- Configurer la catégorie « Température extérieure » dans l'emplacement. En savoir plus sur les catégories ici.
Comment cela fonctionne-t-il ?
En effectuant les deux actions décrites précédemment, vous activerez le calcul automatique des degrés-jours. Les degrés-jours sont calculés quotidiennement de 7h00 à 10h00 GMT+1, vous devrez donc peut-être attendre que le processus s'exécute avant d'utiliser les paramètres de degrés-jours.
Une fois le processus terminé, un nouveau dispositif apparaîtra dans la passerelle où se trouve le dispositif de température, qui sera lié à l'emplacement où le dispositif de référence a été assigné (Emplacement A dans notre exemple précédent) avec un nom tel que « DD Emplacement A ».
Méthodes de calcul
La plateforme permet le calcul des degrés-jours en utilisant deux méthodes différentes :
- UK Met Office : Norme du UK Met Office.
- COSTIC : Norme du Comité Scientifique et Technique des Industries Climatiques de France, également appelée Méthode des Professionnels de l'Énergie.
Les deux méthodes de calcul sont détaillées ci-dessous. Les formules utilisées diffèrent selon la méthode.
UK Met Office
Cette méthode a été développée par le UK Met Office en 1928 (CIBSE, 2006). Les degrés-jours de chauffage (HDD) et de refroidissement (CDD) quotidiens sont calculés en comparant les températures minimales et maximales quotidiennes de l'air avec la température de base sélectionnée, en tenant compte des fluctuations de la température quotidienne autour de la température de base, ainsi que de l'asymétrie entre la température moyenne quotidienne et les variations diurnes de température. Les équations du UK Met Office pour calculer les HDD et CDD quotidiens sont présentées ci-dessous (Matzarakis & Balafoutis, 2004) (Spinoni et al., 2018) :
Pour les degrés-jours de chauffage (HDD)
Pour les degrés-jours de refroidissement (CDD)
Cette méthode est largement utilisée car historiquement les stations météorologiques ne relevaient que les températures maximales et minimales quotidiennes pour des raisons pratiques.
Où :
- Tavg est la température moyenne
- Tmax est la température maximale de la journée
- Tmin est la température minimale de la journée
- Tbase est la température de base
COSTIC
Le Degré Jour Unifié (DJU) est la différence entre la température extérieure et une température de référence qui permet d'estimer la consommation d'énergie thermique nécessaire pour maintenir un bâtiment confortable, proportionnellement à la rigueur de l'hiver ou à la chaleur de l'été. La référence habituelle de 18°C a été définie en considérant que la température intérieure des locaux est de 19°C et que les apports internes libres (occupants, éclairage, équipements, etc.) et externes (rayonnement solaire, etc.) couvrent l'équivalent d'une perte de chaleur d'1°C. Ils sont donc divisés en degrés-jours de chauffage (DJC) et degrés-jours de refroidissement (DJF).
Il existe deux méthodes de calcul des DJU donnant des résultats différents : une méthode dite « météo » (Météo-France, 2017) avec un calcul simple et une méthode dite « Professionnels de l'énergie » ou « méthode COSTIC » avec un calcul plus élaboré (COSTIC, 2020). La méthode de calcul COSTIC est celle recommandée par le gouvernement français (GEM/CC), 2007, et est la suivante :
Degrés-jours de chauffage (HDD)
- Tbase pour HDD est la température de référence hivernale définie pour l'emplacement.
- Tmax est la température maximale quotidienne du dispositif de référence de température extérieure.
- Tmin est la température minimale quotidienne du dispositif de référence de température extérieure.
Degrés-jours de refroidissement (CDD)
- Tbase pour CDD est la température de référence estivale définie pour l'emplacement.
- Tmax est la température maximale quotidienne du dispositif de référence de température extérieure.
- Tmin est la température minimale quotidienne du dispositif de référence de température extérieure.
Le résultat du calcul selon la méthode COSTIC est arrondi à l'entier le plus proche, 0,5 étant arrondi à 1.
Température de base
Comme vu ci-dessus, le calcul des degrés-jours nécessite de définir une température de base pour les HDD et CDD. Si vous n'êtes pas sûr des températures à utiliser pour votre bâtiment, continuez la lecture.
La température de base (Tb) peut être interprétée physiquement comme la température extérieure à laquelle les gains solaires et internes compensent les pertes de chaleur (Eto, 1988).
Tb = Température intérieure souhaitée - (Gain énergétique moyen / Conductivité totale du bâtiment)
Comme on peut le voir, la température de base n'est pas facile à calculer. Elle est différente pour chaque bâtiment et zone climatique. Quoi qu'il en soit, le tableau suivant donne différentes valeurs standards pour différents pays (Spinoni, Vogt, & Barbosa, 2015) :
| Pays | Température de base | Source |
| Turquie | 14-22ºC (HDD) 18-28ºC (CDD) | Buyukalaca et al. (2001) |
| Espagne | 15ºC (HDD) 21ºC (CDD) | Valor et al. (2001) |
| Grèce | 10-20ºC (HDD) 20-27,5ºC (CDD) | Papakostas et al. (2010) |
| Canada | 18ºC (HDD et CDD) | Wibig (2003) |
| États-Unis | 18,3ºC (HDD et CDD) | Wibig (2003) |
| Royaume-Uni | 15,5ºC (HDD) 22ºC (CDD) | UK MET Office |
| France | 18ºC (HDD et CDD) | COSTIC |
Malgré ces références générales, chaque gestionnaire d'énergie peut utiliser ses propres températures de base (par bâtiment, par projet, etc.) selon les besoins spécifiques du projet ou l'expérience antérieure.
Coût
Cette fonctionnalité est gratuite, vous avez seulement besoin d'un capteur de température dans votre emplacement (physique ou virtuel).
Références
Buyukalaca O, Bulut H, Yilmaz T. 2001. Analyse des degrés-jours de chauffage et de refroidissement à base variable pour la Turquie. Appl. Energy 69 (4): 269–283
CIBSE. 2006. Degree-days: theory and application. Technical Manual41. Chartered Institution of Building Services Engineers: Londres, Royaume-Uni. ISBN-10: 1-903287-76-6. https://www.cibse.org/knowledge/knowledge-items/detail?id=a0q20000008I73TAAS
COSTIC, « https://www.costic.com/ressources-techniques-et-reglementaires/service-degres-jours-unifies », consulté le (19/02/2020).
Degree Days, 2020. https://www.degreedays.net/calculation, consulté le (20/02/2020)
Eto, J. H. (1988). Sur l'utilisation des degrés-jours pour tenir compte des effets du climat sur la consommation annuelle d'énergie dans les bâtiments de bureaux. Energy and Buildings, 113-127. Consulté sur https://doi.org/10.1016/0378-7788(88)90073-4
Groupe d'étude des marchés de chauffage et de climatisation (GEM/CC), 2007. Guide de rédaction des clauses techniques des marchés publics d’exploitation de chauffage avec ou sans gros entretien des matériels et avec obligation de résultat : Paris, France, Ministère de l'Économie des Finances et de l’Industrie. Consulté sur : https://www.economie.gouv.fr/daj/guide-redaction-des-clauses-techniques-des-marches-publics-dexploitation-chauffage-avec-ou-sans
Matzarakis, A., & Balafoutis, C. (2004). Degrés-jours de chauffage en Grèce comme indice de consommation d'énergie. International Journal of Climatology, 1817 - 1828. doi:10.1002/joc.1107
Météo-France, « Degrés jours unifiés - DJU », Relevés et statistiques, 2017 (consulté le 19/02/2020).
Spinoni, J., Vogt, J., & Barbosa, P. (2015). Climatologies et tendances européennes des degrés-jours pour la période 1951-2011. International Journal of Climatology, 25-36. doi:10.1002/joc.3959. Consulté sur https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/joc.3959
Spinoni, J., Vogt, J. V., Barbosa, P., Dosio, A., McCormick, N., Bigano, A., & Füssel, H. (2018). Changements des degrés-jours de chauffage et de refroidissement en Europe de 1981 à 2100, 38, e191–e208. doi:10.1002/joc.5362
UK Met-Office, 2020. http://www.metoffice.gov.uk/
Valor, E., Meneu, V., & Caselles, V. (2001). Température de l'air quotidienne et charge électrique en Espagne. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 1413-1421. Consulté sur https://doi.org/10.1175/1520-0450(2001)040%3C1413:DATAEL%3E2.0.CO;2
Wibig J. 2003. Variabilité des degrés-jours de chauffage et de refroidissement à Lodz sur la période 1931–2000. Dans la Cinquième Conférence Internationale sur le Climat Urbain. Lodz, Pologne