Simulation de l'ensoleillement avec blender

Ce message explique comment simuler ensoleillement dans une maison avec le logiciel libre Blender.
J'ai bien conscience que c'est un peu compliqué n'hésitez pas à poser des questions si vous galérez !

Pourquoi simuler l’ensoleillement ?
Pour dimensionner la taille de protections solaires afin d'éviter que le soleil rentre dans la maison en été et surchauffe la maison.
L'hiver ces protections sont enlevées ou orientées pour laisser passer le soleil dans la maison.

Pré-requis
- Un dessin 3D des murs extérieurs de la maison et si possible des cloisons.
- Séparer le toit des murs (2 pièces différentes dans votre CAO) permettra de visualiser plus facilement le résultat.
- Modéliser le sol avec un plan ou une forme qui ressemble à votre terrain
- Installer le logiciel https://www.blender.org/ (version 2.8 minimum)

Tutoriels
Si vous n'avez pas de CAO vous pouvez utiliser l'exemple https://cad.onshape.com/documents/6c5ecbfa191da7077529bc59/w/a85601bbaf73ba79989b2ee0/e/5e72bef10a91b2d60a60750f



Exportez le modèle: en COLLADA (si vous utilisez Onshape), en plusieurs fichiers STL sinon (une pièce par fichier STL).



Ouvrez Blender.

Dans Edit > Preferences > Add-ons, cherchez le module "Lighting: Sun position" et activez le. (le module restera activé la prochaine fois que vous lancez Blender)

Fermez le panneau de préférences.

Supprimer les 3 objets (clic gauche sur l'objet puis touche supprimer) présents par défaut, le cube, la caméra et la lumière:




Ensuite on importe le fichier COLLADA (ou les STL)





Ajouter une lumière de type Sun:



Ensuite dans le panneau inférieur droit allez dans le menu "World properties" (icône de planète rouge)



Déroulez le sous menu "Sun Position" et choisir le nouvel object "Sun" dans le champ "Sun Object".
Ensuite il faut remplir les coordonnées géographiques (lattitude et longitude) que vous pouvez trouver facilement sur https://www.openstreetmap.org, clic droit sur la carte "Afficher l'adresse". Les coordonnées s'affichent alors dans le panneau de gauche et il faut les recopier dans Blender.

Vous pouvez alors choisir le jour de l'année et l'heure, le soleil devrait alors bouger en même temps que vous changez les valeurs. Vous devriez avoir quelque chose comme ça:



Ensuite étape facultative: on va rendre le toit transparent pour nous (mais pas pour la source de lumière).
Pour cela il faut suivre les instructions ici et recopier le graphe de nodes:
https://blender.stackexchange.com/questions/150042/how-do-i-make-an-object-cast-shadows-but-be-invisible-in-the-render

Dernière étape, passer dans le mode shading pour voir les ombres:


Vous devriez voir les ombres, vous pouvez tourner autour de la maison, changer l'heure, le jour, le mois pour faire bouger le soleil.

Le 1e janvier 2021:


Le 1e août 2021:


Maintenant on va ajouter des cubes pour faire pare soleil en été. Dans le menu Add > Mesh > Cube


On choisit les dimensions dans le menu Object properties, Scale X, Y, Z, par exemple ici 5 mètres de long, 1 mètre de large, 10 cm de haut:



On déplace ensuite la protection grâce au trièdre rouge/vert/bleu (clic maintenu + déplacer la souris). Sur l'exemple ci dessous j'ai rajouté 2 pare soleil (sud / ouest):



On peut cacher ou montrer un objet pour tester avec (été) /sans (hiver) protection solaire:


Deux vidéos bonus:
https://vimeo.com/414835473
https://vimeo.com/414835247

Si vous voulez prendre en compte l'environnement (maison proche, arbres etc.) il vous suffit de l'ajouter à la CAO de départ !
Avec cette méthode j'ai pu déterminer la taille de la protection solaire pour que le soleil ne rentre pas dans la maison avant 17h pendant l'été.

J’espère que ça peut vous être utile !