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PAENDORA2

Projet PAENDORA2 - Pour lA gEstion du coNfort estival : Données, Outils et Recherche-Action 2 (FOR SUMMER COMFORT MANAGEMENT: Data, Tools and Action Research)

Présentation:

Projet PAENDORA2Le projet de recherche PAENDORA2 (Pour lA gEstion du coNfort estival : Données, Outils et Recherche-Action 2), en réponse à l'appel à projet de recherche de l'ADEME PACT²e 2021 (Planifier et Aménager, face au Changement climatique, la Transition des Territoires), a pour objectif général de mettre à disposition des informations urbaines et climatiques pour guider l’action des collectivités territoriales dans le cadre de la gestion du confort estival et la surchauffe urbaine à l’échelle de aménagement. Il s'intéresse à mettre à jour et enrichir les outils permettant de produire des données urbaines et architecturales en licence libre à l'échelle des îlots urbains pour n’importe quelle ville en France (en intégrant en particulier des données sur la rénovation des bâtiments à la Base de Données Architecturale DANUBE développée initialement par le LRA dans le cadre du projet MApUCE), à confronter les données produites et existantes avec la réalité terrain et à développer des dispositifs de médiation et transfert de l’information climatique vers les acteurs de l’urbanisme.


Schéma fonctionnel de la base de données architecturales DANUBE (projet MApUCE)

 

Le présent est porté par cinq laboratoires de recherche publiques (LISST, CNRM, Lab-STTIC, LMDC, LRA) et deux acteurs institutionnels (FNAU, Toulouse Métropole). Il se positionne sur l’Axe 1. de l’appel à projets ADEME-PACT2e concernant les objectifs de réduction des impacts des aléas climatiques extrêmes aux échelles urbaines. En particulier les objectifs en lien avec la gestion du stress thermique en milieu urbain pour lesquels, sur la base de projets de recherche antérieurs (Projet ANR-MapUCE, ADEME-PAENDORA), plusieurs ensembles de données (urbaines et climatiques) sont disponibles pour une cinquantaine de villes en France.

Ce projet permettra d’apporter des éléments méthodologiques et des données d’une part pour contribuer au sous axe 1.b Concevoir des formes urbaines durables
et d’une autre part, de contribuer au sous axe 1.a Rafraîchir la ville de manière pérenne avec les solutions d’adaptation fondées sur la nature. Plusieurs actions
sont prévues : La mise à jour et à disposition en Open Access des outils GeoClimate (pour produire des données de morphologie urbaine et d’occupation du sol) et
Danube (qui est une base de données sur la matérialité et les techniques constructives) ; la confrontation terrain de données urbaines, architecturales et climatiques à
l’échelle de l’îlot pour un ensemble de 5 cas d’étude (Dijon, Nancy, Paris, Redon et Toulouse) ; accompagner Toulouse Métropole sur son projet 100 000 arbres en
particulier sur la phase de diagnostic et priorisation d’actions de verdissement et désimperméabilisation des cours d’école de la commune de Toulouse.


Chaîne de traitement de données de l'outil GeoClimate (https://github.com/orbisgis/geoclimate)

Plusieurs tâches correspondant au développement d'outils et à la production de données ont été définies, en particulier:

  • la mise à jour de la chaîne GeoClimate pour intégration de la version 3.0 de la BDTopo: cette intégration suppose d'étudier les changements dans le modèle d'entrée (organisation des géométries, présence éventuelle de nouveaux descripteurs) puis de faire les modifications nécessaires dans le système d'import et de contrôle qualité des données de GeoClimate. Au besoin certains indicateurs pourront être ajustés. L'intégration de cette version  supposera également d’adapter les modèles d'apprentissage qui permettent de réaliser les classifications du tissu urbain et des LCZ car ils sont basés sur des informations de la version 2.2 de la BDTopo. D’un point de vu méthodologique, la reconstitution des données d’apprentissage est réalisée sur un peu plus de 100 000 bâtiments dispersés sur le territoire national. 


Geoclimate : détermination des typologies architecturales et urbaines - Exemple de l'agglomération de Toulouse

  • l’amélioration de la BdD Architecturale Danube d’un point de vue du contenu/informations (tâche 1.2) : la description des bâtiments types sera enrichie de nouvelles informations relatives aux caractéristiques de matérialités identifiées comme directement liées aux études de climatologie urbaine appliquée à l’urbanisme, mais aussi d’informations liées à la rénovation énergétique. En effet, la BD Danube propose actuellement un descriptif des bâtiments basé sur leur date de construction, leur type (pavillon, immeuble, etc.), leur usage (logement, tertiaire, etc.) et leur localisation géographique. Cette description correspond aux bâtiments tels qu’ils ont été construits mais ne prend pas en compte les rénovations successives qui ont pu avoir lieu. Afin d’intégrer des scénarios de rénovation, nous nous baserons sur des travaux existants dressant un état des lieux de la rénovation en France. Ces données nous serviront de base pour établir des scénarios de rénovation (taux et type de rénovation par type de bâtiment). A cette étape, un lien sera également fait avec le projet de recherche-action I-Heros qui porte sur l'accompagnement à la rénovation énergétique et pour lequel des scénarios de rénovation ont déjà été établis pour les bâtiments d’habitation de Toulouse Métropole. Dans un second temps, nous mènerons une enquête auprès des architectes conseils des CAUE pour valider les scénarios mis au point.
  • l’amélioration de la BdD Architecturale Danube du point de vue de son interopérabilité et le développement d'un outil de génération et de spatialisation "DANUBE_tool" (tâche 1.3): l'objectif est de permettre la mise en relation ou l'intégration de la base de donnée Danube dans une chaîne de traitement automatisée des données urbaines. Les données produites par l'outil Geoclimate seront privilégiées car générant déjà en grande partie les caractéristiques typo-morphologiques utilisées en entrée par la BdD Architecturale Danube, ainsi que le découpage spatial aux différentes échelles spatiales qui serviront de support à la génération des données géo-référencées.


Outil Danube :schéma synoptique proposé pour l'interopérabilité et la spatialisation des données produites

L'outil «DANUBE_Tool»

L’outil «DANUBE_Tool» est développé pour permettre la définition des données d’entrée, la formalisation des processus nécessaires, d’un certain nombre de “boîtes à outils” correspondant à des phases de traitement successives, et matérialisé sous la forme d’une extension (plugin) du logiciel Système d’Information Géographique (SIG) Open Source QGIS (qgis.org). Les caractéristiques principales de l’outil DANUBE_tool sont essentiellement:

  • Intégration complète des données de la Base de Données Architecturales DANUBE par l’intermédiaire d’un module Python (PyDANUBE) définissant un objet “Base de Données Architecturale DANUBE” et proposant une API utilisateur (ensemble de fonctions prédéfinies mais pouvant être enrichies par d’autres fonctionnalités par le biais d’un développement spécifique complémentaire).
  • Définition des données sources par des paramètres d’entrée de l’outil au niveau de la Toolbox :
    • données Geoclimate (produite brutes générées par l’outil Geoclimate), fournies à l’échelle de la commune
    • données BDTOPO V3 en particulier les couches d’informations sur les bâtiment et les zones d’activités (données brutes fournies sous licence Open Data par l’IGN à l’échelle du département)
    • données FILOSOFI (données brutes carroyées fournies sous licence Open Data par l’INSEE). Remarque: ces données couvrant l’ensemble du territoire il est envisagé qu’elles soient incluses directement dans l’outil “DANUBE_tool”, pour être utilisées comme source par défaut.
  • Phase de pré-traitement des données pour chacune des entités des données à l’échelle des bâtiments:
  • internalisation des traitements géospatiaux permettant d’optimiser et de fournir les informations nécessaires (par extraction, jointures spatiales, désagrégation de données aux différentes échelles, calcul de densité,...) pour la production finale des variables d’entrée à la base de données architecturales DANUBE (typologie, date/période de construction, usage et territoire).
  • approches de génération d’informations manquantes ou potentiellement erronées à l’échelle de chaque bâtiment (en particulier sur leur usage ou leur date de construction).
  • Phase de génération des données DANUBE : spatialisation des informations par interrogation/extraction de la base de données architecturales et enrichissement des données géolocalisées à l’échelle des bâtiments sur l’étendue d’une commune.

Outil Danube : Exemple de génération des données DANUBE pour Toulouse sur QGIS sous système Ubuntu

Le projet se donne également pour ambition de travailler sur le volet valorisation sur toute sa durée. En plus des actions de communication et valorisation
classiques d’un projet de recherche, il est prévu d’une part, la mise en place de balades microclimatiques urbaines en collaboration avec les équipes locales des
cas d’étude. Ces balades seront conçues comme un dispositif pédagogique à destination des chefs de projet des collectivités concernées, mais elles pourront être
mobilisées plus largement dans d’autres cadres, comme la formation universitaire ou sur des événements grand public. D’une autre part, il est également prévu des séances
de formation à destination des agences d’urbanisme autour de l’outil GeoClimate.

Partenaires:

  • LISST - Porteur du projet (Julia Hidalgo)
  • LRA - Développement Intégration/Interopérabilité Base de Données Architecturales DANUBE et outil de spatialisation DANUBE Tool - Confrontation terrain
  • CNRM
  • Lab-STTIC (équipe DECIDE)
  • LMDC - Développement Base de Données Architecturales DANUBE : Marion Bonhomme, Lorena Carvalho
  • FNAU
  • Toulouse Métropole

 

Financement

Logo de l'ADEME - Agence de la transition écologique (nouveau)Ce projet de recherche est financé par l'ADEME en réponse à l'appel à projet PACT²e 2021 (Planifier et Aménager, face au Changement climatique, la Transition des Territoires) - contrat n°21DAD0080

Période de réalisation

Durée 3 ans, à partir de janvier 2022.

Implication au sein du LRA

 

Références bibliographiques du LRA liées au projet:

  • Schoetter R., Masson V., Amossé A., Bernard J., Bocher E;, Bonhomme M., Bourgeois A., Faraut S., Gardes T., Goret M., Hidalgo J., Lévy J.-P., Long N., Pellegrino M., Petit G, Plumejeaud C., Poitevin C., Tornay N., « Caractérisation du tissu urbain français pour la modélisation du climat urbain et de son interaction avec la consommation énergétique dans les bâtiments », Revue La météorologie, Volume: 8, Numéro: 105, p. 48-57, Mai 2019 - DOI 10.4267/2042/70169
  • Tathiane Agra de Lemos Martins, Serge Faraut, Luc Adolphe , « Influence of context-sensitive urban and architectural design factors on the energy demand of buildings in Toulouse, France », Energy and Buildings, Volume 190, 1 May 2019, Pages 262-278, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.02.019
  • L. Adolphe, S. Faraut, T. Martins, N. Tornay, « MultipliCités - Optimisation énergétique multi-échelle et modélisation multicritères des formes urbaines », Colloque Ville-Energie-Climat, INSA, Toulouse, 29 janvier 2019
  • E. Bocher, G. Petit, M. Bonhomme, S. Faraut, N. Tornay, A. Amossé, « Base de données urbaines Géographie et typologies architecturales », Colloque final projet MApUCE, Paris, 22 janvier 2019
  • Faraut Serge , A.L. Martins Tathiane , Adolphe Luc, «Multiscale Parametric Urban Morphology and Energetic Optimization Framework - Case studies in Toulouse, France» - International Conference PLEA 2018, Smart and Healthy within the 2-degree Limit, Hong Kong, Décembre 2018 - ISBN (978-962-8272-36-5) - Proceedings Volume 3
  • « Multiplicités: vers une modélisation énergétique multiscalaire de la morphologie urbaine » in « Territoires durables - De la recherche à la conception », ouvrage collectif sous la direction de Solène Marry, Collection : Architectures, Coédition ADEME - Edtions Parenthèses, 2018, ISBN 978-2-86364-343-3
  • Tathiane A.L. Martins, Serge Faraut, Luc Adolphe, Nathalie Tornay, Marion Bonhomme, Genevieve Bretagne, Patrice Contart ,Geraldine Casaux-Ginestet, « “multipliCities” : multi-scale energy modelling of urban archetype buildings, case-study in Toulouse », International Conference PLEA 2017, Design to Thrive, ISBN 978-0- 9928957-5-4, 3-5 Juillet 2017
  • Nathalie Tornay, Robert Schoetter , Marion Bonhomme, Serge Faraut, Valéry Masson, « GENIUS: A methodology to define a detailed description of buildings for urban climate and building energy consumption simulations », in « Urban Climate » journal, Available online 23 March 2017, ISSN 2212-0955, http://doi.org/10.1016/j.uclim.2017.03.002.
  • Faraut S., Bonhomme M., Tornay N., Amossé A., Masson V., Bocher E., Petit G. et al., « Des bases de données urbaines aux simulations énergétiques – Le projet MApUCE », SCAN'16 - Séminaire de conception architecturale numérique, Sep 2016, Toulouse, France. PUN - Presses Universitaires de Nancy, Editions
  • niversitaires de Lorraine, SCAN'16 Toulouse - Séminaire de conception architecturale numérique : Mètre et paramètre, mesure et démesure du projet, 2016, SCAN'16 Toulouse, ISBN 978-2-8143-0289-1
  • Tatiane Martins, Stéphane Ginestet, Luc Adolphe, Marion Bonhomme, Serge Faraut, Frédéric Bonneaud, Charlotte Michel, « Etude numérique de l'impact des îlots de fraicheur urbains sur le confort du piéton – Application à l'aménagement du quartier de Montaudran à Toulouse », Conférence Francophone de l'International Building Performance Simulation Association, 23 - 24 mai 2016, Champs-sur-Marne
  • Tathiane Martins Luc Adolphe Marion Bonhomme Frédéric Bonneaud Serge Faraut Stéphane Ginestet Charlotte Michel William Guyard, « Impact of Urban Cool Island measures on outdoor climate and pedestrian comfort: simulations for a new district of Toulouse, France », Sustainable Cities and Society, Volume 26, October 2016, Pages 9–26
  • FARAUT S., BONHOMME M., DUBOIS C., ADOLPHE L., CLOUTIER G., RYNNING M.K. , PERE A., SADOKH C. (2016), «From concepts to actions for a proactive adaptation of cities: incorporating the knowledge and practices of designers in a design-aid tool ». PLEA 2016, San-Francisco, USA, 11 - 13 juillet 2016.
  • Tornay Nathalie, Bonhomme Marion, Faraut Serge, « GENIUS, a methodology to integer building scale data into urban microclimate and energy consumption modelling », ICUC9 - 9th International Conference on Urban Climate, 20-24 juillet 2015, Toulouse,France
  • Martins Tathiane Agra de Lemos, Adolphe Luc, Bonhomme Marion, Faraut Serge, Ginestet Stéphane, Michel Charlotte, Bonneaud Frédéric, « Creating Urban Cool Islands effects for summer season in Toulouse new area: urban microclimate adaptation », ICUC9 - 9th International Conference on Urban Climate, 20-24 juillet 2015, Toulouse,France
  • Masson, V. et al., « Urban Climate, Human behavior & Energy consumption: from LCZ mapping to simulation and urban planning (the MapUCE project) » – ICUC9 - 9th International Conference on Urban Climate – 2015 -Toulouse

 

Sites Internet des projet liés à PANDORAE2:

 

Agenda des réunions et événements du projet PAENDORA2

 

Publications / communications / rapports techniques

 

Espace Base de données DANUBE

  • Base de données DANUBE
  • DANUBE_tool : extension du logiciel Système d'Information Géographique QGIS pour la gérération et la spatialisation des données DANUBE
  •  PyDANUBE:  gestion et génération des données DANUBE (module/librairies en Python)

 

Offres de contrat/stage: 

 

Téléchargement de données régionales MApUCE/PAENDORA/Geoclimate

     

    Espace de travail des membres du projet PAENDORA2 (reservé)