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03 Januar 2019 |
La Revue POLYTECHNIQUE
Le système énergétique de la ville s’appuiera sur le climat urbain
La croissance rapide des villes, les inquiétudes sur le réchauffement climatique et l’épuisement des ressources en combustibles fossiles exigent des solutions énergétiques durables pour les villes. Des chercheurs de l’EPFL ont développé une plate-forme de calcul qui permet de concevoir les systèmes énergétiques d’un bâtiment non pas en le considérant comme une entité, mais comme une pièce du puzzle urbain.
Aujourd’hui, l’influence du climat urbain sur la demande d’énergie d’un bâtiment n’est pas encore prise en compte dans le processus de conception du système énergétique. Que l’on parle de rénovations ou de nouvelles constructions, les architectes, ingénieurs, urbanistes et pouvoirs politiques pourront s’appuyer dorénavant sur une nouvelle plate-forme développée à l’EPFL. Celle- ci offre une approche holistique d’un quartier, d’une ville, pour intégrer des systèmes énergétiques plus durables. Cette recherche a été publiée dans la revue Applied Energy.
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Dasaraden Mauree (à gauche) et Dasun Perera (à droite) présentent la plate-forme de calcul permettant de concevoir les systèmes énergétiques d’un bâtiment non pas en le considérant comme une entité, mais comme une pièce du puzzle urbain.
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Une nouvelle plate-forme de calcul
L’évaluation de la demande énergétique à l’échelle urbaine est essentielle pour soutenir la conception de pôles énergétiques. À cette fin, une nouvelle plate-forme de calcul, combinant un modèle climatique urbain avec un outil de simulation de bâtiment et un modèle d’optimisation du système énergétique, a été mise au point à l’EPFL par le groupe Système urbain au Laboratoire d’énergie solaire et de physique du bâtiment (LESO Faculté ENAC).
Dasun Perera travaille sur la conception des systèmes énergétiques. «Il était important pour moi de montrer ce que serait la demande d’énergie de tous les bâtiments d’une ville et d’en dessiner le système énergétique. La chaleur, le vent, le froid transforment la demande et les bâtiments s’impactent entre eux», déclare-t-il.
Des scénarios sur une centaine d’années
Pour mener à bien ce projet, l’équipe du LESO a choisi d’analyser des villes dans des endroits bien différents du monde, notamment en Suisse et en Palestine. «Au vu de la différence de climat, nous aurons d’un côté une demande en chauffage et de l’autre, une demande en climatisation. Mais ces éléments vont changer, se transformer», précise Dasaraden Mauree, qui a travaillé également sur une autre étude complémentaire à celle-ci (MDPI), publiée dans la revue Sustainability. Il a analysé le campus de l’EPFL comme une ville suisse à part entière et l’a confronté à plusieurs scénarios sur une centaine d’années, pour comprendre comment, en 2039, 2069 et 2099, l’impact du changement climatique sera ressenti.
Vers un climat méditerranéen
«Les gens n’ont pas forcément cette perspective en tête et pourtant, c’est essentiel lorsque l’on parle de la rénovation et de la construction de bâtiments Minergie P», affirme-t-il. Dans un siècle, la Suisse aura un besoin accru de climatisation, car son climat deviendra méditerranéen.
Les chercheurs ont été capables de montrer l’influence des bâtiments sur l’intégration énergétique et de prouver que l’optimisation énergétique d’un quartier ou d’une communauté est plus rentable que l’optimisation d’un seul bâtiment. Un défi qu’il faudra relever à l’avenir en tenant compte, d’une part, de l’urbanisation intense et de constructions toujours plus denses et, d’autre part, de l’impact du changement climatique.
«Ces climats urbains extrêmes jouent un rôle majeur. Si vous esquivez l’environnement dans les villes, leurs microclimats, votre dessin du système sera un échec. Vous risquez d’avoir de grandes différences par rapport à vos attentes», conclut Dasun Perera.
Bibliographie
- Quantifying the impact of urban climate by extending the boundaries of urban energy system modeling, A.T.D. Perera, Silvia Coccolo, Jean-Louis Scartezzini, Dasaraden Mauree
- A New Framework to Evaluate Urban Design Using Urban Microclimatic Modeling in Future Climatic Conditions, Dasaraden Mauree, Silvia Coccolo, Amarasinghage Tharindu Dasun Perera, Vahid Nik, Jean-Louis Scartezzini et Emanuele Naboni
- https://doi.org/10.3390/su10041134
Dasun Perera
Laboratoire d’énergie solaire et physique du bâtiment
dasun.perera@epfl.ch
Tél. 021 693 57 46
Dasaraden Mauree
Laboratoire d’énergie solaire et physique du bâtiment
dasaraden.mauree@epfl.ch
Tél. 021 693 55 56
Jean-Louis Scartezzini
Directeur du Laboratoire d’énergie solaire et physique du bâtiment
jean-louis.scartezzini@epfl.ch
Tél. 021 693 55 49
