MApUCE

Modélisation Appliquée et droit de l'Urbanisme : Climat urbain et Énergie

Colloque final projet MApUCE

Mardi 22 janvier 2019
IAU - Ile de France, 15 rue Falguière, 75015 PARIS

Objet scientifique

Le projet MApUCE vise à intégrer dans les politiques urbaines et les documents juridiques les plus pertinents des données quantitatives de microclimat urbain, climat et énergie, dans une démarche applicable à toutes les villes de France.

Le premier objectif du projet consiste à obtenir ces données quantitatives énergie-climat à partir de simulations numériques, en se focalisant sur l’énergie liée au bâti dans le secteur résidentiel et tertiaire, qui représente 41% de la consommation finale d’énergie. Nous proposons de développer une méthode automatisée de production, à partir de bases de données nationales, de paramètres et indicateurs urbains (morphologiques, architecturaux, socioéconomiques, …) pertinents pour la simulation énergétique, et ce à l’échelle des quartiers sur la France.

En terme de modèles, le projet s’appuiera sur le modèle de climat urbain TEB, qui intègre un module d’énergétique du bâtiment. Nous développerons un modèle de comportement énergétique dans l’habitat et le tertiaire afin de raffiner les calculs de consommation d’énergie de TEB. Le modèle ainsi couplé climat urbain-énergie-comportement sera appliqué à un panel de villes françaises, afin d’établir un diagnostic énergie-climat à l’échelle de la France pour le climat actuel ou futur (2050).

Le deuxième objectif du projet consiste à proposer une méthodologie pour intégrer de telles données quantitatives dans les procédures juridiques et les politiques urbaines. Il s’agit ici de travailler sur l’ensemble des documents d’urbanisme et juridiques adéquats pour identifier les potentiels leviers d’action et les échelles applicables, quels que soient les territoires et l’ingénierie en place.

Nous analyserons l’aspect juridique pour déterminer comment les documents ou dispositifs existants intègrent – ou pas – la problématique énergie-climat. Puis l’étude de la mise en œuvre des dispositifs et de cas exemplaires nous permettra d’évaluer leurs performances.

Enfin, suite à l’analyse des besoins des agences d’urbanisme, nous définirons des vecteurs pour transférer des données quantifiées énergie-climat vers les documents juridiques, sous la forme par exemple de cartes climatiques. Toute la pertinence du projet est d’intégrer ces vecteurs dans les documents et pratiques qui présentent le meilleur potentiel.

Méthode générale du projet

Terrain d'étude

Trois expérimentations sont prévues sur Toulouse, Aix en Provence et La Rochelle afin de confronter les outils développés à des démarches de planification réelles.

Partenariat

GAME - CNRM (Centre National de Recherche Météorologique de Météo-France – Groupe d’étude de l’Atmosphère Météorologique) - Porteur du projet
LRA (Laboratoire de Recherche en Architecture)
Lab-STICC - Laboratoire des Sciences et Techniques de l'Information, de la Communication et de la Connaissance, Vannes, France
LATTS - Le Laboratoire Techniques, Territoires et Sociétés, Marne La Vallée, France
LIENSs (LIttoral ENvironnement et Sociétés)
LIEU - Laboratoire Interdisciplinaire d’Etudes Urbaine, Aix en Provence, France
LISST - Le Laboratoire Interdisciplinaire, Solidarités, Sociétés, Territoires, Toulouse, France
FNAU - Fédération Nationale des Agences d’Urbanisme, Paris, France

Financement

Ce projet de recherche est financé par l'ANR (Agence Nationale de la Recherche) pour un budget de 479,8 k€ dont 87,8 k€ pour le LRA.
Projet ANR-13-VBDU-004 - Programme Programme VILLES ET BATIMENTS DURABLES 2013

Période de réalisation

Avril 2014 à avril 2018.

Résultats attendus

En terme de résultats, l’analyse croisée entre les paramètres urbains et données simulées énergie-micro-climat sera diffusée en ligne sous la forme de cartes standardisées pour chaque ville étudiée. La chaîne de production des indicateurs urbains ainsi que les modèles seront diffusés en open-source.

Enfin, en réponse au but principal du projet, un guide proposant une méthode de mise en œuvre des politiques territoriales dans les différents documents juridiques et incitatifs, sera produit. Il identifiera les leviers qui permettent d’améliorer la mise en œuvre des politiques d’économie d’énergie et de gestion du climat, en les intégrant dans les dispositifs de planification « au bon moment, au bon endroit, avec le bon outil ».

Implications au sein du LRA

Marion Bonhomme, responsable scientifique pour le LRA
Serge Faraut
Nathalie Tornay, post-doctorat de 9 mois
Alexandre Amossé (ingénieur Biostatisticien/Biométricien, durée 9 mois)

Typologies aux échelle architecturales et urbaines

Modèle de classification et de prédiction typomorphologique multi-scalaire

Base de données architecturale (DANUBE)

Portail cartographique du projet MApUCE - OrbisGIS (https://mapuce.orbisgis.org/)

Livrable du projet:

Site officiel du projet (sur le site du CNRM-MétéoFrance) :
Projet MApUCE - Modélisation Appliquée et droit de l'Urbanisme : Climat urbain et Énergie

Urbanisme & (micro-)climat - Outils et recommandations générales pour les documents de planification (issus du projet MApUCE) - source IUAR-LIEU-AMU 2019
Guide méthodologique issu du projet MApUCE

Publications/communications liées au projet MApUCE:

Schoetter Robert, Masson Valéry, Amossé Alexandre, Bernard Jérémy, Bocher Erwan, Bonhomme Marion, Bourgeois Alexis, Faraut Serge, Gardes Thomas, Goret Marine, Hidalgo Julia, Lévy Jean-Pierre, Long Nathalie, Pellegrino Margot, Petit Gwendall, Plumejeaud Christine, Poitevin Cyril, Tornay Nathalie, « 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
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
V. Masson, W.Heldens, E. Bocher, M. Bonhomme, B. Bucher, C. Burmeister, C. Munck, T. Esch, F. Kanani-Sühring, Y. Kwok, A. Lemonsu, JP. Lévy, B. Maronga, D. Pavlik, L. See, R. Schoetter, N. Tornay, A. Votsis, J. Zeidler, City-descriptive input data for urban climate models: Model requirements, data sources and challenges, Urban Climat, 2019
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 Serge, Bonhomme Marion, Tornay Nathalie, Amossé Alexandre, Masson Valéry, Erwan Bocher, Gwendall Petit, Christine Plumejeaud, Nathalie Long, Geneviève Bretagne, Robert Schoetter, « 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 Universitaires 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, http://scan16.toulouse.archi.fr/scan16/
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
Masson, V. ; Hidalgo, J. ; Amossé A. , Belaid, F. ; Bocher, E. ; Bonhomme, M. Bourgeois, A. ; Bretagne, G. ; Caillerez, S. ; Cordeau, E. ; Demazeux, C. ; Faraut, S. ; Gallato, C. ; Haoues-Jouve, S. ; Lambert, M.-L. ; Lemonsu, A. ; Lestringant, R. ; Lévy, J.-P. ; Long, N. ; Lopez, C.-X. ; Pellegrino, M. ; Petit, G. ; Pignon, C. ; Plumejeaud, C. ; Ruff, V. ; Schoetter, R. ; Tornay, N. ; Vye, D , « 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

Diffusions - Communications

Atlas climatique sur le périmètre de Toulouse Métropole - aua/T - mai 2020
Cet atlas climatique valorise ainsi les travaux menés conjointement par Météo France, le Laboratoire Interdisciplinaire Solidarités, Sociétés, Territoires (LISST), l’aua/T et Toulouse Métropole, dans le cadre du projet de recherche MApUCE, en s’appuyant sur la démarche d’élaboration du Plan Local d’Urbanisme intercommunal et Habitat (PLUi-H) de la collectivité. Il a pour objectif de mettre en valeur et de communiquer auprès des décideurs, des techniciens et du grand public, les enjeux climatiques et microclimatiques en milieu urbain sur le territoire de Toulouse Métropole.

Urbanisme et [micro]climat : Outils et recommandations générales pour les documents de planification - aua/T - 30/09/2019
L’ aua/T a activement contribué à la rédaction de cet ouvrage collectif, issu des travaux du programme de recherche pluridisciplinaire MApUCE (Modélisation Appliquée au droit de l’Urbanisme : Climat urbain et Énergie). Huit laboratoires de recherche associés à la FNAU (Fédération Nationale des Agences d’Urbanisme) ont développé une méthodologie de production de données urbaines et climatiques nécessaires au diagnostic microclimatique  des territoires urbanisés.

Données climatiques sur les îlots de chaleur urbain sur un ensemble de villes sur le territoire national: les données produites dans ce projet sont visualisables et téléchargeables, en open data, sur le site web GitHub MApUCE-OrbisGIS - https://github.com/orbisgis/mapuce.orbisgis.org/tree/gh-pages/data/icu