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WIKI Données Météo

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G.Meunier edited this page Feb 15, 2026 · 47 revisions

Une série de liens, outils et informations autour des fichiers météo pour une utilisation dans les modélisations thermiques, énergétiques ou de confort du bâtiment ou des espaces urbains (EPW)

Wiki commencé sur la base d'un copier-coller de la page [EN] de Matthew Dahlhausen original

Pourquoi nous nous intéressons à la météo

A chaque fois qu’une étude environnementale (confort, conso, ou autre) est faite, elle utilise un « fichier météo » qui permet de plonger l’objet d’étude dans un environnement météorologique.

Ce fichier dès lors, oriente forcément toutes les hypothèses et surtout les résultats. Choisir un fichier est sans doute l’hypothèse qui peut avoir le plus d’impact sur des études. Un fichier qui ne correspond pas au climat actuel pourra faire dire tout autre chose à une étude, surtout maintenant que nous entrons dans l’ère de la performance et souvent même des engagements de performance qui vont avec.

Pour des études au pas horaire (ce qui est bien souvent le cas) il faut avoir 8760 informations (une par heure) qui permettent de lancer les calculs. Par exemple il peut être nécessaire d’avoir 8760 informations de température de l’air ou 8760 informations sur l’ensoleillement, l’humidité…. Les fichiers météo sont donc un simple tableau de 8760 lignes et autant de colonnes que d’informations nécessaires, par exemple, les fichiers de la RE2020 comportent 9 valeurs allant de la température de l’air à la vitesse du vent.

Ces fichiers caractérisent une météo, une « année » donnée à un endroit précis, parfois cette « année » est issue de moyenne sur plusieurs années (10 ans, 30 ans), parfois des données créées de toutes pièces, qui peuvent projeter le futur, parfois c'est un mélange de tout ça. Il faut donc savoir à quel type de données nous avons à faire, il faut décrire ce fichier météo, le caractériser selon différents indicateurs pertinents pour les études. Par exemple dans le cadre de la RE2020, le fichier météo utilisé représente une région entière en étant basé sur une localisation précise. Il y a en réalité 2 fichiers utilisés. Un premier fichier représente une année moyenne sur la base de fichiers annuels des données mesurées par Météo-France sur la période de janvier 2000 à décembre 2018 et il sert pour les consommation. Par contre pour l'inconfort (le DH) le calcul est fait avec le même fichier météo mais avec l’insertion d’une séquence caniculaire.

Le format un peu standard est le fichier .epw qui rassemble 35 informations au pas horaire et qui peut se lire avec un simple éditeur de texte (notepad) ou excel. voir par ici pour la description des EPW

En synthèse, on se sert des fichiers météos pour :

  • Conception adaptée et sélection des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation
  • Dimensionnement des équipements de chauffage, de ventilation et de climatisation
  • Le confort, à l'intérieur comme à l'extérieur
  • Prise en compte du changement climatique et des conditions météorologiques futures
  • Prise en compte des environnements urbains
  • Conception pour la résilience

Il est primordial de comprendre ce qu'il y a dans les fichiers météo utilisés.

Types de fichiers météorologiques

  • Design Days (.ddy) Jours de conception météorologique utilisés pour le dimensionnement des équipements de CVC (monde Anglo-Saxons).

Les .epw peuvent cacher en réalité de nombreux formats de fichier météo (voir tout en bas la description du format) :

  • TMY, TMY2, TMY3 (.epw) Fichiers météorologiques de l'année météorologique type. TMY3 est le plus courant et représente une moyenne de 30 ans de conditions météorologiques pour un lieu donné. Utilisé pour les simulations énergétiques en vue d'améliorer l'efficacité énergétique.
  • TMY3, TMY5, TMY7, TMY10 (.epw) Fichiers météorologiques de l'année météorologique typique, mais des 3, 5, 7 ou 10 dernières années. Le "3" dans TMY3 a une signification différente dans ce cas. Utile pour la conception à court terme et les estimations d'efficacité énergétique localisées.
  • XMY (.epw) Fichiers météorologiques de l'année météorologique extrême, similaires à TMY mais prenant en compte les conditions météorologiques extrêmes au lieu des conditions météorologiques moyennes ou représentatives. Utile pour les simulations de résilience et pour garantir un fonctionnement sans consommation d'énergie, même lors d'années extrêmes.
  • AMY (.epw) Fichiers météorologiques de l'année météorologique annuelle. Les conditions météorologiques d'une année spécifique, utilisées pour calibrer un modèle énergétique.
  • N'importe quelle type de fichier météo peut-être enregistré au format .epw

extrait d'un .epw

Design Day Météo

Fichiers météo du futur

Le changement climatique évolue suffisamment vite pour que l'ensemble des données météorologiques ne soient plus valables dans plusieurs décennies et que le confort d'aujourd'hui soit très différent du confort futur. Il devient indispensable de passer d'une moyenne ancienne ou actuelle dans les fichiers .epw à des données futures anticipant les évolutions à venir.

Il existe deux grandes façons de générer des fichiers de prévisions météorologiques. Les approches Morphing utilisent un fichier météorologique existant et décalent chaque température horaire d'une valeur (souvent fixe), puis ajustent l'humidité en conséquence. Les approches probabilistes utilisent un simulateur météorologique pour générer un ensemble de fichiers météorologiques futurs et choisissent ensuite des fichiers représentatifs de l'ensemble. Les approches probabilistes permettent de comprendre comment le changement climatique influence la durée et la gravité des vagues de chaleur, des sécheresses, des vagues de froid et d'autres phénomènes météorologiques ; il s'agit de l'approche privilégiée.

Attention, les fichiers météo du futur sont la plupart du temps des fichiers moyen et donc ne prennent pas en compte une canicule à l'échelle de temps choisi. Il est possible d'avoir des températures plus élevées en canicule aujourd'hui qu'une moyenne en 2050 par exemple.

  • (Gratuit) EPW Future Weather Generator V1.0 crée des fichiers météorologiques adaptés au climat pour la simulation énergétique des bâtiments. Il utilise les fichiers EPW (EnergyPlus Weather) existants et les transforme pour représenter les conditions climatiques futures sur la base des scénarios climatiques du GIEC. L'aide par là
  • ($, gratuit si vous fournissez des données) Indra Créez des séries temporelles météorologiques synthétiques à partir d'un enregistrement météorologique court d'au moins un an.
  • ($) WeatherShift. L'outil WeatherShift™ utilise des données issues de la modélisation du changement climatique mondial pour produire des fichiers météorologiques .epw et des fichiers Design Day ajustés en fonction de l'évolution des conditions climatiques. Les données projetées peuvent être visualisées pour plusieurs périodes futures en fonction du scénario d'émission sélectionné.
  • (Gratuit) CCWorldWeatherGen Le générateur de fichiers météorologiques mondiaux sur les changements climatiques (CCWorldWeatherGen) vous permet de générer des fichiers météorologiques sur les changements climatiques pour des sites du monde entier, prêts à être utilisés dans des programmes de simulation des performances des bâtiments.
  • (Gratuit, données uniquement*) NARCCAP Données météorologiques futures pour différents scénarios climatiques uniquement États-Unis, Canada et nord du Mexique. Nécessité de traduire en format .epw.
  • (gratuit) Climate.Onebuidling a quelques fichiers futurs en téléchargement, Brésil, Canada et Ireland à date (fin 2024)
  • (gratuit) epwshiftr, script en language R qui permet de créer les futurs fichiers météo EnergyPlus en utilisant les données CMIP6
  • ($) Meteonorm, un logiciel très complet qui combine des sources de station météo et des modèles de calcul pour interpoler des fichiers météo. Il comprend trois scénarios du GIEC et permet des projections jusqu'en 2100.
  • Utilisation de Meteonorm, une méthode pour créer des fichiers météonorm par un collectif d'ingénieurs dans un manifeste
  • (gratuit) Future Weather Generator, est une application Java destinée aux chercheurs et aux professionnels de la conception de bâtiments. L'application transforme les fichiers .epw, en fonction des futurs scénarios de changement climatique.
  • (gratuit et payant) DRIAS, permet de fournir des sources de données (pas des .epw) sur la météo futur en France
  • (gratuit) TRACC, 48 fichiers, pour les 8 zones thermiques, pour 3 évolutions possibles (+2°C, +2,7°C et +4°C par rapport à la période préindustrielle) et avec 2 scénarios de températures, un fichier médian et un fichier incluant un épisode de vague de chaleur parmi les 5 % de vagues de chaleur les plus sévères.
  • (gratuit, tuto) Tuto : évaluer le besoin en climatisation avec un réchauffement de 4°C (ou comment réaliser des projections climatiques “TRACC”) par Callendar
  • (gratuit) Projections du PNACC3, Cette application de Callendar permet d'extraire simplement les projections climatiques de référence du prochain Plan National d'Adaptation au Changement Climatique pour n'importe quel lieu en France métropolitaine et de donner des chiffres clés
  • (gratuit) Current and future projected weather files for building simulations in 15 major cities distributed across 10 climate zones worldwide, avec Singapore, Abu Dhabi, Guayaquil, Sao Paulo, Buenos Aires, Rome, Los Angeles, Brussels, Ghent, London, Vancouver, Toronto, Copenhagen, Montreal, Stockholm
  • (gratuit) 12 villes en Belgique

Vous pouvez aussi, mais c'est scientifiquement moins fiable, faire de l'analogie climatique en utilisant une autre ville pour décrire le climat futur de la ville étudiée. Aussi appelé décalage ou migration ou translation climatique c’est le fait de décrire une météo à un endroit donnée (par exemple une vague de chaleur) par une analogie dans un autre endroit. C'est faire une étude avec le nord de l'espagne pour la ville de Paris. Idéalement cette méthode est à éviter en simulation car l'ensemble des paramètres (température, humidité...) d'un endroit ne vont pas bien représenter le futur d'un endroit. L'analogie comme son nom l'indique doit surtout servir à se faire une idée globale et pour parler d'adaptation.

Climat urbain et ajustements météorologiques

Comment passer d'un fichier météo, souvent à l'extérieur des villes (aéroport ou aérodrome) à un fichier représentant mieux le coeur des villes avec ses îlots de chaleur urbain (ICU) ?

Sources des fichiers météo

Comment fabriquer des fichiers météo ?

Outils d'analyse météorologique

Liste d'outils pour "regarder" les fichiers météo, les comparer trouver les indicateurs...

  • (Gratuit) epwvis Outil de visualisation et d'analyse des fichiers .epw.
  • (Gratuit) CBE Clima Tool, Une application en ligne d'analyse et de visualisation du climat
  • (Gratuit) Comparaison et analyse de fichiers météo : EPW INSIGHTS
  • (Gratuit) Andrew Marsh Software, une serie d'outils en ligne pour regarder le climat (mais pas que)
  • (Gratuit) Excel pour EPW, fichier excel pre-formaté pour analyser directement un .epw en faisant un copier-coller des valeurs
  • (Gratuit) WeatherSpark Merveilleux site de résumés climatiques graphiques et textuels.
  • (Gratuit) ClimaPlus Un outil de conception préliminaire avec des graphiques des conditions extérieures et intérieures pour les bâtiments à ventilation naturelle et à mode mixte.
  • (Gratuit/Payant) Ladybug Ladybug est un plugin environnemental gratuit et open source pour Grasshopper qui aide les concepteurs à créer une architecture respectueuse de l'environnement. La première étape est l'analyse des données météorologiques.
  • (Gratuit/Payant) Ladybug - Pollination maintenant en version en dehors de Rhinoceros3D
  • (Gratuit) Dragonfly via UWG (voir plus haut) déformation de fichiers climatiques basés sur des données satellitaires, des paramètres de morphologie urbaine ou des scénarios de changements climatiques futurs.
  • (Payant) ClimateStudio, un logiciel d'analyse des performances environnementales rapide et précis pour le secteur de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction (AEC).
  • (Gratuit) DView Un outil qui permet de visualiser et d'exécuter des statistiques de base sur les fichiers météorologiques. Développé par le NREL dans le cadre de la bibliothèque BeOpt.
  • (Gratuit) EnergyPlus - les logiciels auxiliaires, avec par exemple le Weather Converter program
  • (Gratuit) DegreeDays - outil en ligne pour générer des degrés-jours de chauffage et de refroidissement.
  • (Gratuit) Indice de rigueur - Degrés-jours unifiés aux niveaux national, régional et départemental, les chiffres de l'état Français
  • (Gratuit) Calcul des DJU, via CEGIBAT

Types d'analyses et de graphiques météorologiques

  • graphique linéaire
  • carte thermique
  • carte psychrométrique
  • graphique des zones (froides, confortables)
  • stéréogramme solaire
  • rose des vents
  • analyse de Mahoney
  • indice universel de confort thermique (UTCI)
  • autonomie thermique
  • DPV, Déficit de Pression de Vapeur de l’air

Rapports et articles pertinents

Posts pertinents sur Unmet Hours (en anglais, liste à mettre à jour)

Ressources de code pertinentes

  • Description du format de fichier EPW, tout comprendre du format EPW chez Big Ladder
  • pyepw - script python pour l'analyse des fichiers EPW, la version plus légère Lightweight EPW
  • ladybug parser - script qui traite les fichiers epw en python pour Ladybug
  • PVlib, qui permet de générer des données météos (surtout en lien avec les panneaux photovoltaiques)
  • Meteostat, fournit un accès gratuit aux données météorologiques et climatiques historiques
  • pyThermalComfort, paquet Python très complet (voir fonctions utilitaires). C'est une boîte à outils complète permettant de calculer les indices de confort thermique, les mesures de stress dû à la chaleur et au froid, et les réponses thermophysiologiques.

Conseils pour l'utilisation des données météorologiques

  • Il faut toujours bien décrire le fichier utilisé avec des indicateurs (DJU, NH28, °C moyenne mensuelle, année, outil ou scénario, version météonorm...) et garder l'historique de sa fabrication
  • Il faut toujours tracer le fichier météo pour s'assurer que les données sont propres. Il existe des problèmes connus avec les fichiers TMY3, par exemple Minneapolis.
  • Donnez la priorité aux données les plus récentes, puis à l'emplacement le plus proche.
  • Les simulations météorologiques qui contiennent des jours nettement plus extrêmes que les design days peuvent entraîner un sous-dimensionnement de l'équipement et des heures non couvertes.
  • Utilisez les conditions de conception annuelles pour le chauffage et le refroidissement à partir des fichiers .ddy et ajoutez également les conditions de conception mensuelles pour le refroidissement. Ceci est important pour les bâtiments dont le pic de refroidissement est déterminé par le gain de chaleur solaire plutôt que par la température du bulbe sec, se produisant pendant les mois de l'intersaison avec un angle solaire plus faible.
  • L'horizon 2050 n'est peut-être pas le plus pertinent ? : "Le réchauffement est assez semblable pour les différents scénarios sur l’horizon proche (jusqu’en 2040) puis il varie nettement selon le RCP considéré"

Ateliers, cours et ressources supplémentaires

Contributeurs

  • Guillaume Meunier
  • Thibault Laconde
  • Jérémy Ranty
  • Lionel du Peloux
  • Pierre Hormière
  • Clément Gaillard

les contributeurs d'origine

  • Matthew Dahlhausen
  • Stefan Gracik
  • Ken Takahashi
  • Neil Bulger
  • Parag Rastogi

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