SaneCity: un outil d’optimisation des projets urbains sur des critères énergétiques

De nos jours, la problématique du changement climatique, et plus particulièrement la question des gaz à effet de serre, est devenue centrale dans les projets d’aménagement urbain. Pour cette raison, l’étude amont réalisée par les aménageurs et concepteurs urbains doit être très minutieuse et doit pouvoir donner une idée assez précise des caractéristiques du projet. Apparaît donc le besoin de disposer d’un outil capable de prendre en compte les aspects climatiques et énergétiques concernant la conception du quartier.

Le projet de recherche SERVEAU (Simulation, Evaluation et Réduction de la vulnérabilité Energétique des Aménagements Urbains) financé par le 11^ème appel à projets FUI a permis le développement du logiciel SaneCity. Les partenaires de ce projet étaient : TRIBU, Ville de Paris, laboratoire TVES (Université de Lille), Ecole des ingénieurs de la Ville de Paris – EIVP, Sorgem, Ixsane et CDI Technologies.

Le logiciel SaneCity a pour objectif de permettre la comparaison entre différents scénarios de conception, afin de trouver la meilleure solution technique et urbanistique par rapport aux différents aspects énergétiques d’un bâtiment (consommation, isolation, etc.). Cela permet ainsi de disposer d’un outil informatique permettant d’orienter la conception d’un projet vers la sobriété énergétique, et donc de diminuer sa vulnérabilité face à une crise énergétique.

SaneCity est un outil logiciel capable de mesurer le bilan énergétique global de projets d’aménagement urbain et d’aider à leur conception. L’objet de SaneCity est moins de faire un bilan chiffré de l’énergie dépensée que de comparer plusieurs variantes pour avancer dans la conception du projet. SaneCity est un logiciel de conception pour l’estimation des consommations énergétiques dès l’étape du plan masse. Il permet ainsi d’améliorer la durabilité des villes par un urbanisme bioclimatique à l’échelle du projet urbain, de modéliser des charges thermiques appliquées au bâti et l’autonomie en éclairage naturel, de comparer des solutions et optimiser la consommation d’énergie par une approche itérative et de repérer les sensibilités aux choix de conception.

Il est développé sur le noyau graphique Polaris, et est donc complètement indépendant des autres plateformes de dessin. Néanmoins, il permet d’importer des fichiers de type DWG ou DXF issus des logiciels les plus couramment utilisés en CAO.

A partir d’un plan masse dessiné sur papier ou par ordinateur, il est possible de reconstituer un grand nombre d’informations relatives au bâti et à l’espace public, cela afin de déterminer le contenu en énergie grise du projet et les consommations en énergie de fonctionnement pour l’éclairage, le chauffage, l’eau chaude sanitaire, la ventilation, le rafraichissement et les équipements.

Les éléments suivants sont ainsi pris en compte au sein de saneCity :

1. Calcul  de l’ensoleillement sur les façades avec prise en compte des masques de l’existant
2. Estimation de l’autonomie en éclairage des locaux
3. Reconstitution des scénarios d’usage des locaux, de consignes de chauffage, de climatisation, d’éclairage, etc
4. Simulation du comportement thermique du bâti
5. Calcul de la consommation en éclairage pour l’espace public
6. Comptabilisation du contenu énergie grise des matériaux employés
7. Prise en compte de la topographie du site
8. Estimation de l’impact du déplacement des individus
9. Modélisation en 3D du projet dans son environnement

Ces consommations énergétiques seront comptabilisées à trois moments clés dans le procédé de conception d’un aménagement urbain:

• Le Plan guide : c’est la première étape de spatialisation, il définitif les axes structurant du projet urbain et propose la répartition des espaces publics, des logements et locaux d’activités. Il est évolutif, la morphologie des bâtiments n’est pas encore fixée.
• Le Plan masse : dans cette étape l’épaisseur, l’emprise et le gabarit des bâtiments sont définis. Les voiries, les espaces verts et les stationnements sont dimensionnés.
• Le Plan d’îlot : il constitue la dernière étape avant la concession des lots à un promoteur, il est fixe mais permet encore quelques libertés en termes de choix de matériaux des bâtiments notamment.

Cette utilisation de SaneCity à trois temps de la conception d’un aménagement permet d’orienter la conception d’un aménagement vers la sobriété énergétique, et donc de diminuer sa vulnérabilité face à une crise énergétique. L’outil SaneCity permet d’évaluer dès la conception les impacts énergétiques de différentes options d’aménagement. De ce fait, le domaine d’opération de l’outil est le « temps des études », c’est-à-dire celui de la conception du projet.

SaneCity a été conçu afin d’être un outil :

• opérationnel, puisqu’il s’adresse à des professionnels (bureaux d’étude ou maîtres d’ouvrage) avec un objectif d’apporter une aide à la décision et/ou à la conception ;
• pratique et facile d’utilisation pour les différents publics auxquels il s’adresse ;
• actualisable et adaptable par les utilisateurs (objets, facteurs d’énergie) ;
• transparent, tant pour la méthode de calcul, que pour les résultats ;
• rapide, tant pour la saisie des données que pour l’obtention des résultats.

Cet outil doit permettre une analyse des aspects énergétiques d’un projet au Plan masse. Néanmoins, à cette étape-là il n’y a pas de description de la structure des chaussées ni de la composition des parois et même pas d’indications sur les taux et performance thermiques des vitrages, entre autres. Afin de résoudre ce problème il faut ainsi recours à une base de données établie par des professionnels des métiers de l’aménagement.

Le progiciel permet de faire la comparaison entre un maximum de cinq scenarii d’un même projet. Cependant, certaines données doivent être invariantes : l’emplacement, le périmètre et le programme.

En savoir plus :

• L’outil SaneCity : http://www.cditech.fr/index.php/produits/sanecity/  
• Les recherches à l’EIVP : https://www.eivp-paris.fr/recherche
• Les recherches de Morgane Colombert : https://www.researchgate.net/profile/Morgane_Colombert et https://cv.archives-ouvertes.fr/morgane-colombert

Retrouvez tous les articles du Dossier Quartiers Energie & Climat
en cliquant ici.