Le système énergétique de la ville s'appuiera sur le climat 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. La recherche a été publiée dans Applied Energy.

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 le design 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. »

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 – publiée dans Sustainability, MDPI. Il a analysé le campus de l’EPFL comme une ville suisse à part entière et l’a confronté à plusieurs scénarii sur près de 100 ans pour comprendre comment en 2039, 2069 et 2099, l’impact du changement climatique sera ressenti. « 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. » Dans un siècle la Suisse aura un besoin accru en 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 challenge qu’il faudra relever à l’avenir en tenant compte, d’un côté, de l’urbanisation intense et de constructions toujours plus denses et de l’autre, 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.

“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
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.04.004

“A New Framework to Evaluate Urban Design Using Urban Microclimatic Modeling in Future Climatic Conditions”
Authors: Dasaraden Mauree 1,*, Silvia Coccolo 1, Amarasinghage Tharindu Dasun Perera 1, Vahid Nik 2,3,Jean-Louis Scartezzini 1 and Emanuele Naboni
https://doi.org/10.3390/su10041134

Dossier de presse
https://go.epfl.ch/UrbanClimat

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Dasun Perera Laboratoire d’énergie solaire et physique du bâtiment
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Dasaraden Mauree  Laboratoire d’énergie solaire et physique du bâtiment
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Jean-Louis Scartezzini Directeur du Laboratoire d’énergie solaire et physique du bâtiment
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