L’un des enjeux majeurs des bâtiments très isolés est de limiter le risque d’inconfort en été. L’évolution climatique en milieux urbains matérialisés par les îlots de chaleurs urbains accroît cette problématique. Nous avons étudié ce phénomène et adapté nos outils pour affiner ses simulations thermiques dynamiques de projets en centre urbain.

L’évolution climatique couplée à la densification des villes a eu comme effet de modifier les phénomènes climatiques en milieux urbains. Nous avons vu apparaître la notion d’îlot de chaleur urbain (ICU). L’ensemble des études menées a permis de montrer que les phénomènes d’ICU suivent un cycle répétitif : l’écart de température entre le centre-ville et sa périphérie augmente dès le milieu de la journée (moment où le soleil est à son point culminant), atteint son maximum après le coucher du soleil, puis diminue durant la nuit pour atteindre son minimum aux premières heures de la matinée. 

 

 

L’îlot de chaleur urbain dépend notamment des principes architecturaux des quartiers et des bâtiments ou des facteurs physiques (échanges thermiques).

Les principaux facteurs qui amplifient le phénomène sont :

  • l’importance des surfaces des sols et bâtiments qui absorbent la chaleur le jour puis la restituent la nuit : l’exemple le plus frappant concerne les surfaces de certains parkings en plein soleil, la température à quelques centimètres du sol est importante.
  • un taux d’humidité plus faible du a une imperméabilisation des sols plus importante entraînant un ruissellement des eaux de pluie. Ce phénomène empêche donc le rafraîchissement de l’air par évaporation de l’eau.
  • les configurations urbaines qui peuvent limiter l’action rafraîchissante des vents (géométrie des bâtiments, des rues…)
  •   le dégagement de chaleur issu des activités humaines (circulation automobile, appareils tels que les climatisations,…

C’est en prenant en compte ce constat que nous avons décidé de compléter notre démarche afin d’estimer plus finement le comportement thermique du bâtiment (notamment en situation estivale). Nos ingénieurs ont mis en place un outil permettant de modifier les données météo générées et utilisées pour nos STD. L’outil permet de pondérer les températures mais également l’humidité relative. En effet il est apparu qu’il fallait tenir compte de l’impact sur le taux d’humidité relative, donc modifier la température avec une humidité absolue constante (l’air aura la même teneur en vapeur d’eau après modification de sa température).

Cette démarche est une première étape dans la caractérisation des îlots de chaleur urbain. D'ores et déjà l’outil permet d’être plus proche de la réalité en termes d’estimation du confort d’été au sein des bâtiments pour des projets soumis à des microclimats urbains.

Nos réflexions ont débuté sur des évolutions de l’outil afin de prendre en compte d’autres spécificités telles que les îlots de fraîcheur urbain (caractérisé par des baisses de température sur des sites proches d’espaces verts ou d’espaces d’eau), ainsi que l’évolution des micro-climats urbains en fonction de l’évolution climatique.