Hanene GUERGOUR

Face aux défis imposés par le climat et la consommation d’énergie, une conception performante est essentielle pour garantir des zones urbaines efficaces et durables. Étant donné que la consommation d’énergie constitue une part importante de l’empreinte environnementale du secteur du bâtiment, l’approche d’optimisation de l’environnement bâti nécessite une prise en compte importante des paramètres environnementaux, des microclimats et des ressources énergétiques.

Le comportement des bâtiments en réponse aux facteurs extérieurs influence considérablement la consommation d’énergie et le confort thermique extérieur, qui est un paramètre clé dans l’analyse de la performance énergétique urbaine. L’objectif principal de cette étude est d’optimiser la performance énergétique des bâtiments résidentiels dans le contexte de leurs caractéristiques physiques et de la morphologie urbaine. En outre, ce document cherche à identifier les facteurs de l’environnement urbain qui contribuent à la perte d’énergie tout en examinant l’interaction complexe entre les paramètres de la configuration spatiale urbaine et les indicateurs de performance. Le cadre méthodologique de l’étude est basé sur une analyse documentaire complète des études publiées traitant explicitement de la performance énergétique urbaine. La recherche se concentre sur l’identification des caractéristiques communes entre les études de cas examinées et leurs approches associées. L’analyse empirique a été structurée en une évaluation du confort thermique extérieur et une analyse de la consommation d’énergie. Ces deux phases s’appuient sur des mesures in situ, la collecte de données, la génération de modèles et la simulation paramétrique afin de garantir une évaluation complète de la performance énergétique urbaine. À cet égard, trois études de cas distinctes, chacune présentant des aménagements urbains différents mais des conditions climatiques similaires, ont été analysées. L’analyse s’est concentrée sur des aspects physiques clés, notamment la géométrie des bâtiments, la densité, les caractéristiques des canyons de rue, l’orientation, la distribution de la végétation et la consommation d’énergie liée à l’exploitation des bâtiments. Les morphologies physiques sélectionnées, ou formes urbaines, ont été identifiées en fonction des configurations spatiales prédominantes dans l’environnement bâti de la ville de Guelma. En outre, Rhinoceros software a été utilisé pour générer un modèle paramétrique des morphologies urbaines actuelles, permettant l’extraction d’informations climatiques régionales et soulignant l’importance des données microclimatiques dans la recherche urbaine. Une série d’outils paramétriques, dont AutoCAD et Revit, ont été utilisés pour créer un modèle tridimensionnel, qui a ensuite été importé dans ENVI-met pour simuler les réponses des bâtiments aux influences environnementales externes. Cette simulation, utilisant le forçage atmosphérique d’ENVI-met, a facilité la visualisation des réponses thermiques. En plus de l’évaluation thermique, la performance énergétique du bâtiment a été évaluée grâce à la collecte de données sur l’utilisation du bâtiment et à des simulations utilisant Revit Insight et OpenStudio. Ces simulations visaient à prédire les modèles de consommation d’énergie en fonction de la géométrie du bâtiment, améliorant ainsi l’efficacité énergétique.

Les résultats soulignent l’impact significatif de la morphologie urbaine sur le confort thermique extérieur et la demande énergétique. Les variations dans la configuration des bâtiments, l’orientation et la géométrie des canyons de rue entraînent des variations de l’énergie thermique et des réponses, malgré des conditions climatiques identiques. Les résultats soulignent l’importance de la couverture végétale urbaine pour atténuer les phénomènes d’îlots de chaleur. La méthodologie intégrée d’outils paramétriques, qui simulent la performance énergétique des bâtiments à l’aide de paramètres urbains, permet l’évaluation simultanée de la performance énergétique et thermique pour un examen plus approfondi. Pour atteindre une performance énergétique urbaine optimale, la co-optimisation de l’efficacité énergétique des bâtiments et du confort thermique extérieur est mise en évidence. En conclusion, cette étude illustre le potentiel de la morphologie urbaine à réduire de manière significative la demande d’énergie et plaide en faveur d’une approche systématique pour créer des espaces urbains énergétiquement efficaces et thermiquement confortables, en positionnant l’analyse de la morphologie urbaine comme une étape initiale cruciale et fiable dans l’évaluation de la performance énergétique urbaine.