Resources et guidance

Le domaine modélisé doit avoir quelques cellules sans bâtiment à ses bords. Le terrain, le profil du sol ainsi que les plantes peuvent néanmoins toujours y être introduits. Les bâtiments sur les côtés du domaine peuvent obstruer ou au contraire accélérer l’écoulement du vent, ce qui peut conduire à des instabilités et en définitif à un échec de la simulation.

L’espace libre nécessaire sur les bords dépend de la densité et de la hauteur des bâtiments. En règle générale, il est conseillé de garder une distance entre le bord du domaine et le premier bâtiment d’au moins la moitié de la hauteur de celui-ci, soit généralement entre 4 et 8 cellules. Sur la verticale, cette distance doit être bien plus importante (plus d’informations à son propos dans la questions suivante).

La plupart des études conduites avec ENVI-met tendent à analyser le confort thermique extérieur des piétons, ce qui nécessite une haute résolution spatiale verticale. En règle générale, le domaine modélisé devrait être au moins deux fois plus haut que le bâtiment le plus haut. Toutefois, si la simulation comporte des bâtiments très hauts (par exemple d’au moins 100 mètres de haut), au moins 100 cellules d’une taille de 2 mètres seraient nécessaires pour obtenir des résultats précis tout en ayant des informations au niveau piéton (à environ 1 mètre au-dessus de la surface) Différentes solutions sont néanmoins disponibles pour diminuer le nombre de cellules verticales et ainsi la durée de la simulation :

Solution A :

Utiliser l’option télescopique afin d’agrandir verticalement les cellules en dehors du champ d’analyse, là où il n’y a que des cellules constituées d’air (en commençant au-dessus du bâtiment le plus haut par exemple). La hauteur des cellules augmente alors selon le coefficient d’accroissement précisé en pourcents par rapport à la cellule immédiatement inférieure, ce qui conduit à une croissance rapide des hauteurs de cellules. Cela permet ainsi de réduire grandement le nombre de cellules nécessaires pour atteindre la hauteur requise pour le domaine modélisé. En utilisant l’exemple donné plus haut : avec un facteur d’accroissement de 20 % et une hauteur de départ de 60 m, seules 45 cellules sont nécessaires pour atteindre les 200 m de haut au lieu de 100. Toutefois, ce résultat serait atteint en commençant à agrandir les cellules en deçà de la hauteur des bâtiments.

Solution B :

Utiliser l’option permettant de subdiviser les cellules les plus proches du sol en 5 cellules. La résolution des cellules de premier intérêt pour le confort piéton est alors élevée, tandis que la résolution verticale du reste du domaine peut être fixée à une valeur plus grande, comme 5 m par exemple. En reprenant l’exemple précédent : en subdivisant la première cellule à partir d’une résolution de 5 m, seules 41 cellules sont nécessaires pour atteindre une hauteur de domaine modélisé de 200 mètres tout en conservant une haute résolution pour les résultats au niveau piéton (à environ 1,5 m de hauteur).

Solution C :

Utiliser une combinaison des solutions télescopique (Solution A) et de subdivision (Solution B) avec une résolution verticale de 5 mètres ainsi que des paramètres d’accroissement comme ceux décrits pour la solution A. De cette manière plus que 22 cellules sont nécessaires pour obtenir une hauteur de domaine modélisé de 200 mètres. Cependant, l’économie réalisée sur le nombre de cellules nécessaires pourrait être mise à profit afin d’améliorer la stabilité du modèle en ajoutant des cellules au-dessus des bâtiments afin de laisser davantage d’espace libre. On pourrait également opter pour une augmentation de la résolution spatiale verticale à 3 ou 4 m ou bien choisir une hauteur de départ plus élevée pour l’accroissement des cellules, voire un facteur d’accroissement plus faible.

Il est vivement recommandé de vérifier ces paramètres avant de commencer à modéliser votre domaine. Les informations 3D renseignées, telles que des éléments de façades particuliers, risquent d’être perdues en cas de modification de la résolution verticale (dans ce cas, le domaine est converti du mode 3D au mode 2,5D). Utilisez le “Model Inspector” situé dans l’onglet “Tools” de l’application Spaces pour trouver la résolution optimale à votre domaine.

Oui, dans Spaces les profils de sol ne sont que visuellement couverts par le terrain mais restent utilisés comme attendu lors de la simulation.

Vérifiez attentivement le fichier CSV. Le pas de temps des données doit être de 30 minutes, ne pas apparaître plus d’une fois et aucun d’eux ne doit manquer. Toutes les colonnes indiquées dans l’image donnée en modèle doivent être renseignées, même si elles sont vides ou comportent des données inexactes.

Assurez-vous que les séparateurs de décimales et des milliers sont corrects lors de l’importation. Vérifiez les unités des données importées. La date et l’heure doivent respecter le format attendu (par exemple, 08:00:00 et non 8:00:00). La température doit être donnée en kelvins et non en degrés Celsius.

Les valeurs données par défaut pour ces deux paramètres n’ont, en général, pas besoin d’être modifiées. Si l’humidité absolue devient trop élevée, à cause d’une humidité importante au niveau du sol (ce qui peut arriver en cas de forçage simple comme complet), il est possible de diminuer cette valeur d’humidité absolue à 2 500 m de hauteur à environ 8 g/kg afin d’éviter des risques d’instabilité pour la simulation.

Tout continue de fonctionner comme prévu, tant que le gestionnaire de taches de Windows indique qu’ENVI-core utilise le CPU. ENVI-met ne répond pas aux messages provenant de Windows tels que “Redraw yourself” lorsque la simulation tourne. Il se contente seulement d’actualiser l’affichage de temps en temps.

La durée de simulation dépend de trois aspects :

• Le matériel: combien de cœurs sont disponibles, quelle est la fréquence du CPU, quelle quantité de RAM est disponible ? Gardez également à l’idée que seulement certaines licences permettent de paralléliser les calculs lors de la simulation.
• Les paramètres de simulation: par exemple, les simulations comportant des composants actifs prennent plus de temps qu’une simulation standard.
• La taille du domaine: Même si la taille du modèle horizontale est plutôt petite, beaucoup d’utilisateurs choisissent une haute résolution spatiale verticale. Cela peut grandement augmenter la durée de simulation, sans que cela soit nécessaire dans la plupart des cas. Voir la question « Comment trouver le juste milieu entre la résolution spatiale vertical et le nombre de cellules nécessaire dans cette direction, sans trop augmenter le temps de simulation » dans la section dédiée à Spaces pour de plus amples détails.

Si cette erreur survient, elle est très certainement due à une instabilité numérique. Des milliards d’opérations sont exécutées par ENVI-met chaque minute et tout utilisateur (y compris nous-mêmes) souhaite une plus grande complexité.

Quasiment toutes les variables calculées lors de la simulation dépendent d’autres facteurs spatiaux et temporels, pouvant donner lieu à des valeurs irréalistes pour certaines variables. Le logiciel les corrige dans la plupart des cas, mais il peut aussi arriver que ladite variable se voit assigner une valeur inattendue, comme un zéro avant d’être utilisée dans l’opération suivante, ce qui soulève une erreur.

Ce n’est pas dû à une erreur de programmation mais à des valeurs calculées erronées. Il n’est pas possible de vérifier systématiquement la validité des données avant chaque opération car cela augmenterait considérablement le temps de calcul. Un nombre important de routines “intelligentes” a été introduit dans ENVI-met afin de corriger automatiquement la plupart des problèmes. En fin de compte, il s’agit d’un outil numérique sophistiqué, et ces erreurs de routine sont inhérentes à la modélisation numérique.

N’hésitez pas à faire un tour sur le centre de soutien, où de nombreux cas particuliers sont résolus.

Il n’y a pas de raison générale pour laquelle une simulation ne se déroule pas comme prévu. Dans la plupart des cas, il faudra essayer différentes choses pour obtenir une simulation stable si des erreurs se produisent. Toutefois, voici différentes choses à vérifier si votre simulation présente des erreurs :

• Windows fonctionnait-il comme prévu lorsque la simulation a planté ? ENVI-met utilise un espace de stockage conséquent. Si un problème apparaît avec Windows ou un des processus actifs avant ou lorsque la simulation tourne, les données stockées peuvent être perdues. Prenez garde à ce que la mémoire disponible soit suffisante et assurez-vous que la simulation tourne sur la mémoire physique et NON sur un environnement virtuel.
• ENVI-met plante-t-il dès le début ? Jetez un œil au journal d’évènements affiché à l’écran. Utilisez l’option “Check Model” pour générer un récapitulatif des données de sortie. Vérifiez que les fichiers d’entrée et que la base de données sont corrects et ne contiennent pas des valeurs aberrantes. Des problèmes lors de la modélisation du domaine conduisent souvent à un plantage de la simulation.
• Vérifiez les conditions météorologiques aux limites (ceci est d’autant plus important dans le cas d’un forçage complet) : Les valeurs liées à l’irradiation solaire vont semblent-elles correctes ?  Les vitesses de vent sont-elles trop faibles (<0,8 m/s) ou au contraire trop élevées (>5 m/s) ? La direction du vent varie-t-elle rapidement ou de manière importante entre deux pas de temps (par exemple de 0° à 180° en moins d’une heure) ? Les valeurs d’humidité relative pour des hautes températures sont-elles trop élevées, correspondant alors à des conditions d’humidité très spécifiques ?

Quelques conseils supplémentaires afin de faire tourner une simulation avec succès :

• Laisser de l’espace entre le bord du domaine et les bâtiments complexes ;
• Augmenter l’espace libre au-dessus des bâtiments ;
• Diminuer le pas de temps de calcul si le modèle devient instable lors du calcul ;
• Simplifier le domaine : les géométries complexes ou certains bâtiments peuvent être simplifiés.

Cette fonctionnalité n’est pas encore disponible. En cas d’interruption, une simulation doit être reprise depuis le début.

Malheureusement, ce n’est pas encore possible à l’heure actuelle.

Si vous avez acquis la licence avec une version d’ENVI-met antérieure à la version 4.4.5, la licence BIO-met ne fonctionne qu’avec l’ancienne version de BIO-met 1.5, que vous pouvez télécharger sur notre site web (https://envi-met.info/doku.php?id=files:downloadv4).

La version 2.0 de BIO-met, qui est inclus dans les versions d’ENVI-met 4.4.5 et supérieures, fonctionne en mode parallèle (et tourne donc plus vite). Une nouvelle licence est alors nécessaire pour utiliser cette version.

L’UTCI ne peut pas être calculé pour des vitesses de vent inférieures à 0,5 m/s. Plus d’informations sur : https://envi-met.info/doku.php?id=apps:biomet_utci.

Les simulations de polluants avec ENVI-met sont complexes. De nombreuses raisons peuvent conduire à la simulation de seulement quelques polluants, voire aucun.

Lisez le document à propos de la simulation de polluants atmosphériques

(http://www.envi-met.info/doku.php?id=kb:sources)

Si un terrain non plat est utilisé en même temps que l’option de subdivision des cellules au niveau du sol et que la visualisation sous Leonardo est réalisée avec l’option “Follow Terrain”, l’élévation n’est valide que pour les cellules avec une élévation de 0 m. Prenons un exemple pour un modèle avec une résolution de 2 m, pour lequel nous nous intéressons à la quatrième couche de cellules en activant l’option « Follow Terrain » (attention, l’indice de la couche de cellules dans Leonardo commence à 0):

• Cellule A : Cette cellule a une élévation de 0 m. L’extraction de l’information de hauteur se fait à 1,4 m de hauteur.
• Cellule B : Cette cellule a une élévation de 2 m. L’extraction de l’information de hauteur se fait à 9 m de hauteur.

Leonardo montre toujours l’élévation qui serait extraite sans terrain, et ainsi (dans cet exemple), il montre 1,4 m au-dessus du sol. Ainsi, si un bâtiment de 5 mètres de haut se trouve dans le domaine, il serait affiché unique pour la cellule A et non pour la cellule B.

Il est donc recommandé de ne pas subdiviser la première couche de cellules si l’option Terrain est utilisée, afin d’éviter ce genre de complications.

La température de l’air se trouve sous la dénomination “Potential Air Temperature”. Cette dénomination est plus pertinente car ENVI-met utilise toujours une valeur standard pour la pression atmosphérique. Cependant, la pression atmosphérique va prochainement être ajoutée dans les variables, ce qui permettra de distinguer en sortie les températures d’air absolue et potentielle.

Plus d’informations sur les variables en sortie relatives à l’atmosphère sur :

https://envi-met.info/doku.php?id=filereference:output:atmosphere.

Plus d’informations sur les variables en sortie relatives à l’atmosphère sur : https://envi-met.info.