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Des contraintes solaires à des opportunités de projet urbain: optimisation de typo-morphologies urbaines en climat tropical au Brésil

Thèse soutenue par Tathiane Martins

  • Soutenue le : 31 mars 2014  à l’Université Fédérale de Rio de Janeiro.
  • École doctorale : MEGeP.
  • Unités de Recherche : LMDC (Insa) et LRA (Ensa).
  • Financement : bourse de thèse à l'Université fédérale de Rio de Janeiro.
  • Mention honorable 2014 de l'Association nationale de recherche et formations post-diplôme en architecture et urbanisme (Prêmio Anparq 2014, Menção honrosa na categoria tese).

Jury

  • Luc Adolphe, professeur à l'Insa de Toulouse (directeur)
  • Leopoldo Bastos, enseignant au PROARQ / UFRJ - Université Fédérale du Rio de Janeiro (co-directeur)
  • Gianna Barbirato, Arquiteta e Urbanista, Universidade Federal de Alagoas – UFAL (rapporteur)
  • Eduardo Castro, ingénieur, professeur à l’Universidade Federal de Juiz de Fora, Minas Gerais (rapporteur)
  • Frédéric Bonneaud, professeur à l'Ensa de Toulouse (examinateur)
  • Andrea Rego, professeur à l'Université fédérale de Rio de Janeiro (examinateur)
  • Pierre Fernandez, professeur des Ensa (invité)

Résumé

Ce travail aborde la composante énergétique du développement durable dans les villes tropicales selon le potentiel d’exploitation de l'énergie solaire pour la production d'électricité locale, et la demande d'énergie des bâtiments. L'approche méthodologique retenue consiste à identifier, évaluer et adapter les typologies urbaines existantes à ces deux stratégies contradictoires. Grâce à une étude de cas sur la ville brésilienne de Maceió, cinq configurations urbaines de référence ont été identifiées à l'aide de paramètres morpho-énergétiques. Elles sont évaluées selon le potentiel solaire des enveloppes du bâtiment. La sensibilité de ces paramètres sur la performance énergétique des ilots urbains est ensuite affinée grâce à une approche par plan d'expériences. Enfin est mis en œuvre une optimisation multi-objectifs des paramètres les plus pertinents, assortie de seuils réglementaires ou fonctionnels. Les résultats de cette optimisation permettent une amélioration importante de la performance des ilots optimum, par rapport aux ilots traditionnels, ainsi qu’une grande variété dans les ilots, permettant de renouveler l'architecture de la Ville.

Mots-clefs

Morphologie urbaine; potentiel solaire; énergétique urbaine; analyse de sensibilité; optimisation; algorithme génétique; climat tropical.

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