Effets de la morphologie des bâtiments en zones urbaines sur le gisement physique en énergies renouvelables

par Elie Ghanassia

Thèse de doctorat en Mécanique avancée

Sous la direction de Benoit Beckers et de Mindjid Maïzia.

Soutenue en 2012

à Compiègne .

mots clés

• Zones urbaines
• Estimation de potentiels
• Énergies renouvelables -- Gisements
• Constructions -- Alimentation en énergie
• Énergie solaire
• Constructions
• Villes
• Consommation d'énergie

Résumé

La demande en énergie des secteurs résidentiels et tertiaires constitue aujourd'hui plus de 43% de la consommation d'énergie finale française, devant le secteur des transports et l'industrie. Cela représente plus de 26% des émissions de gaz à effet de serre. . Par ailleurs, il existe dans ce domaine un potentiel important en termes de gisements d'économies d'énergie. Plusieurs études ont déjà été consacrées à l'évaluation de ce potentiel et à son exploitation. Or aujourd'hui, le potentiel de récupération d'énergies renouvelables lié à l'infrastructure des bâtiments, bien que jugé important, est peu étudié. Une analyse plus fine des gisements potentiels d'énergies renouvelables à l'échelle nationale constitue donc une priorité. Le cœur méthodologique de la thèse concerne la mise au point des méthodes d'analyse de l'impact des différentes morphologies urbaines rencontrées en France sur le gisement d'énergies renouvelables valorisable localement via les infrastructures bâties.

Titre traduit

Effects of the morphology of buildings in urban areas on the potential of renewable energy

Résumé

Renewable energies (RE) are a key component of European energy policies. In most of them, solar energy plays a central role. In 2010, 73% of European population is located in urban areas where the majority of building stock and energy demand are located. But renewable energies, especially solar energy, beat pumps or biomass use, require space, and this is problematic in urban areas. Moreover, the RE potential depends of building environment (tree shade effect, surrounding buildings…). Consequently, understanding of relationships between building environment characteristics of one specific area and its renewable energy potential is critical. This PhD is focused on the quantitative impact of buildings' morphologies on the RE potential assessment of an urban area. A complete and generic method is developed to quantify the energy potential received by facades and roofs in urban areas and the technologies (solar and PV panels, beat pumps and biomass equipments) which are suitable for a specific urban fabric.