Modélisations climatiques multi-échelles au service de la planification urbaine durable

Exemple d’îlot de chaleur urbain pour une ville chinoise

Les recommandations issues de la concertation nationale du plan national d’adaptation au changement climatique mettent en avant les besoins de renforcer la planification urbaine durable dans l’adaptation des villes et du cadre bâti, et de développer des outils pour proposer des solutions pour le confort de la population. Meteodyn a en ce sens développé des outils numériques et des chaines logiciels en vue de proposer des stratégies pour transformer la ville, limiter les effets d’îlots de chaleur urbain, et améliorer les conditions de vie des habitants.

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Les stratégies locales d’aménagement du territoire inscrites dans les documents d’urbanisme ne peuvent ignorer le changement climatique. Elles doivent en limiter l’évolution mais aussi les effets. La nécessité d’adapter les villes aux changements climatiques pour protéger la santé des citadins commence à s’imposer. Cependant, cette rupture dans la planification urbaine n’est pas encore pleinement intégrée.

• Comment adapter les villes au changement climatique ?
• Comment lutter contre les effets d’îlots de chaleur ?
• Comment guider les acteurs de la ville de demain dans l’amélioration des conditions de vie de ses habitants ?
• Quelles stratégies d’aménagement du territoire pour quelles adaptations ?

Le phénomène d’îlot de chaleur urbain caractérisé par des températures plus chaudes à la ville qu’à la campagne est en lien avec l’emprise du bâti et des surfaces artificielles. Les outils de modélisations climatiques multi-échelles de Meteodyn visent à améliorer la planification urbaine en valorisant la modération thermique par exemple en vue de réduire les îlots de chaleur.

Pour cela, la modélisation climatique régionale via le modèle WRF (Weather Research and Forecasting Model) incluant des modèles de physique urbaine permet dans un premier temps de simuler le climat à des échelles spatiales fines (de l’ordre du kilomètre). Ainsi, les quartiers les plus touchés par l’effet d’îlot de chaleur urbain peuvent être identifiés via une cartographie climatique régionale et la mise en évidence des points chauds.

Un écart de température entre les quartiers de plus de 7° !

Dernièrement, Meteodyn a réalisé une étude pour la ville d’Hangzhou en Chine. Cette dernière souhaite intégrer des facteurs climatiques dans sa planification urbaine en vue de soulager l’effet d’îlot de chaleur. La modélisation régionale de la température moyenne annuelle de l’air à la surface de la ville, pour une résolution spatiale de 3km, a permis d’identifier les quartiers les plus impactés, principalement dans la moitié Est de la ville, avec un écart de température de plus de 7° entre certains quartiers (voir carte ci-dessus). Ces simulations numériques fournissent alors une base pour un futur projet d’aménagement durable.

Avec UrbaWind, visualisez le vent et ses effets pour valoriser vos projets !

Une fois les quartiers les plus inconfortables identifiés, une modélisation à l’échelle locale peut être réalisée en vue de tester et de proposer des solutions de rafraîchissement et d’aménagements urbain durable pour un meilleur confort.

Pour cela, Meteodyn a développé le logiciel UrbaWind [1], un outil performant d’aide à la conception bioclimatique et environnementale. Ce logiciel s’adresse aux collectivités locales, architectes, aménageurs, urbanistes, bureaux d’étude, paysagistes pour la modélisation du vent en milieu urbain, ou tout environnement bâti.

Validez vos choix d’aménagements et solutions de rafraîchissements urbains!

Le module « Confort au vent des piétons » permet de calculer les zones d’inconfort au vent pour créer ou rendre des espaces extérieurs plus agréables à vivre [2]. Des solutions de confort telles que des brise-vent peuvent alors être tester, les brise-vent poreux (arbustes, arbres…) étant en général plus efficaces.

Optimisez les ouvrants des bâtiments et fiabilisez vos bilans thermiques !

Le module « Ventilation naturelle » permet d’estimer et optimiser le potentiel de ventilation naturelle des locaux, réduire les coûts énergétiques, limiter l’usage de la climatisation, évaluer le confort et la qualité de l’air dans l’habitat [3] [4]. Le logiciel évalue par exemple l’efficacité des écoulements traversants via le calcul du différentiel de pression entre les façades principales.

Plus d’informations sur le site : www.meteodyn.com

Réferences

• [1] UrbaWind blog : http://www.renewablesurbandesign.com/
• [2] Validation and applications of a CFD Tool dedicated to wind assessment in urban areas, 2012 https://meteodyn.com/wp-content/uploads/2012/06/Validations-and-applications-of-a-CFD-tool-dedicated-to-wind-assessment-in-urban-areas.pdf
• [2] Wind-induced pressure coefficients on buildings dedicated to air change rate assessment with CFD tool in complex urban areas, AIVC 2015 https://www.meteodyn.com/wp-content/uploads/2015/11/AIVC15_Wind-induced-pressure-coefficients-on-buildings-dedicated-to-air-change-rate-assessment-with-CFD-tool-in-complex-urban-areas.pdf
• [3] Combined CFD-Mean Energy Balance Method to Thermal Comfort Assessment of Buildings in a Warm Tropical Climate, Buiding Simulation Conference 2011 https://meteodyn.com/wp-content/uploads/2012/06/BS2011_THERMAL-COMFORT-ASSESSMENT-OF-BUILDINGS-IN-A-WARM-TROPICAL-CLIMATE-.pdf

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