Apport de la modélisation météorologique à l'évaluation des besoins énergétiques des bâtiments

Assessement of the building energy requirements : added value of the use of the urban climate modeling

• Auteur / Autrice : Manon Kohler
• Direction : Alain Clappier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géographie
• Date : Soutenance le 08/06/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire image, ville et environnement (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Christiane Weber
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Myriam Lopes
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Richard, Pierre Frankhauser

Mots clés

Mots clés contrôlés

Température urbaine

Chauffage

Changements climatiques

Habitations -- Consommation d'énergie

Constructions -- Économies d'énergie

Constructions -- Économies d'énergie

Mots clés libres

Energie des bâtiments

Climat urbain

Îlot de chaleur urbain

Modèle atmosphérique méso-échelle

Paramétrisation urbaine

Aménagement du territoire

Modèle de croissance urbaine

Urban climate

Planning policies

Urban form

Building energy

Climate modeling system

Mesoscale atmospheric model

3D urban canopy parameterization

Résumé

Les bâtiments représentent 40 pourcents de la consommation finale d'énergie. Ils sont ainsi le fer de lance des politiques de réduction des dépenses énergétiques. Récemment, des systèmes de modèles climatiques qui incluent un modèle atmosphérique régional et des paramétrisations urbaines sophistiquées ont été développés. Ils considèrent la complexité de l’îlot de chaleur urbain et ses interactions avec les besoins énergétiques des bâtiments. Dans quelle mesure ces systèmes constituent-ils des outils d’aide à la décision pour les autorités locales ? Cette étude menée sur le territoire de l'Eurodistrict (Strasbourg - Kehl) en 2010, puis en 2030, à l’aide du système de modèles de climat WRF/ARW-BEP+BEM a démontré que si le système de modèles estimait de manière fiable les besoins en chauffage des bâtiments, ces derniers étaient davantage sensibles aux caractéristiques intrinsèques des bâtiments qu'aux formes urbaines et à l'îlot de chaleur urbain induit par ces formes.

Buildings represent 40 percent of the end-use energy. Thus, they constitute a key point of the energy saving policies. Recently, climate modeling systems that include a mesoscale atmospheric model, sophisticated urban parameterizations have been developed to account for the complexity of the urban climate and its interactions with the building energy loads. This study aims to assess the capability of such climate modeling systems to provide climate and energy guidelines to urban planners. For this, we used the research collaborative WRF/ARW-BEP+BEM climate modeling system and performed sensitivity tests considering the territory of the Eurodistrict in 2010, and then in 2030. The results reveal that the climate modeling system achieves estimating the building energy needs over the study area, but also indicate that the building energy needs are more sensitive to the building intrinsic properties and occupant behavior than to the urban forms and their induced urban heat island.