GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE.

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1 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse Analyse énergie et micro-climat Colloque de fin de projet 18 septembre 2013

2 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 2 Méthodologie Indicateurs Consommation d’énergie Îlot de chaleur urbain Vulnérabilité urbaine au climat présent/futur Modélisation Expansion urbaine et climat urbain Scénarios à fournir VILLE BATI USAGE VILLE BATI USAGE Forçages climatiques

3 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 3 Les scénarios technologies et usages ADAPTATION TECHNOLOGIQUE SURFEX_ Usages_Clim SURFEX_ Usages_ Chauffage SURFEX_ Réglementations SURFEX_ Protections_ solaires TECH1 : Ville énergétiquement vertueuse & volontariste Usage économe de la clim Usage économe du chauffage Introduction rapide des réglementations Protections solaires dans le résidentiel et les bureaux TECH2 : Ville Individualisme Usage économe de la clim Usage économe du chauffage Introduction lente des réglementations Protections solaires dans le résidentiel et les bureaux TECH3 : Ville Fil de l'eau Usage intensif de la clim Usage intensif du chauffage Introduction lente des réglementations Protections solaires dans le résidentiel TECH5 : Ville Climatiquement néfaste Usage intensif de la clim Usage intensif du chauffage Pas de rénovation Protections solaires dans le résidentiel Scénarios implémentés au sein des scénarios systémiques Utilisés par SURFEX

4 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 4 Temps de pénétrations

5 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 5 Temps de pénétrations Simulation à 2100 SCENARIO FIL DE L’EAU SCENARIO VERTUEUX BUR. INDIVIDUELS HAUSSMANNIEN COLLECTIFS BUR. INDIVIDUELS HAUSSMANNIEN COLLECTIFS 189019101930195019701990201020302050207020902100 Hauss. Pré-74 Isol. ‘Ext’ murs Mat. Réfléch. Isol.vide toits GrenellePost-74Réf.

6 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 6 Scénario « chauffage »

7 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 7 Scénario « climatisation » Implantation On suppose que dans la ville actuelle, seuls les bâtiments d’usage « bureaux » sont climatisés. Stratégie d’évolution On suppose qu’à moyen terme, l’ensemble des bâtiments sera équipé en climatisation. Les performances des systèmes de climatisation (COP) évoluent de manière identique dans tous les cas d’étude (usages, bâtiments, scénarios). La nature et la localisation des rejets de chaleur n’évoluent pas. La température de consigne évolue ou pas selon le scénario choisi (ex : évolution d’une utilisation « intensive » vers une utilisation « modérée »).

8 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 8 Méthodologie de calcul des indicateurs  Le micro-climat urbain est calculé avec SURFEX (sans MesoNH), sur une année  L'îlot de chaleur urbain est calculé à partir des travaux de B. Bueno, J. Hidalgo et J. Le Bras

9 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 9 Méthodologie de calcul des indicateurs  Le micro-climat urbain est calculé avec SURFEX (sans MesoNH), sur une année  L'îlot de chaleur urbain est calculé à partir des travaux de B. Bueno, J. Hidalgo et J. Le Bras

10 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 10 Méthodologie de calcul des indicateurs  Le micro-climat urbain est calculé avec SURFEX (sans MesoNH), sur une année  L'îlot de chaleur urbain est calculé à partir des travaux de B. Bueno, J. Hidalgo et J. Le Bras

11 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 11 Méthodologie de calcul des indicateurs  Le micro-climat urbain est calculé avec SURFEX (sans MesoNH), sur une année  L'îlot de chaleur urbain est calculé à partir des travaux de B. Bueno, J. Hidalgo et J. Le Bras

12 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 12 Résultats micro-climat 23 Îlots de chaleur Urbain moyen (nocturne, estival) N° 7 RéactifRéfléchiDynamique VertNéfastePassif

13 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 13 Résultats micro-climat Îlots de chaleur Urbain (nocturne, estival) N° 7 RéactifRéfléchiDynamique VertNéfastePassif  Population : 1 400 000 hab 2 000 000 hab  L'îlot de chaleur dépend en général de la population  Qu'en est-il ici ? D’après Tim Oke

14 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 14 Résultats micro-climat Îlots de chaleur Urbain moyen en été (nocturne) N° 7 RéactifRéfléchiDynamique VertNéfastePassif  Les scénarios n°1 et 2, vertueux, permettent de conserver un îlot de chaleur faible  Les îlots de chaleur forts (non montrés) diminuent en banlieue, mais se maintiennent au centre.  Rôle des peintures réfléchissantes

15 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 15 Résultats micro-climat Îlots de chaleur Urbain moyen en été (nocturne) N° 7 RéactifRéfléchiDynamique VertNéfastePassif  En scénario néfaste (n°5) l'îlot de chaleur se renforce par rapport à la période actuelle  A population égale, il est en moyenne 2 fois plus forts que pour les scénarios vertueux.  Les rejets de climatisation en été contribuent à l'inconfort thermique.

16 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 16 Résultats micro-climat Îlots de chaleur Urbain moyen en été (nocturne) N° 7 RéactifRéfléchiDynamique VertNéfastePassif  Parmi les scénarios à forte croissance, seul le scénario vert permet de limiter l'îlot de chaleur urbain.

17 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 17 Résultats micro-climat Îlots de chaleur Urbain moyen en été (nocturne) N° 7 RéactifRéfléchiDynamique VertNéfastePassif  Parmi les scénarios à forte croissance, seul le scénario vert permet de limiter l'îlot de chaleur urbain.  Le scénario ville compacte et verticale renforce l'îlot de chaleur en été, du fait de la minéralisation des surfaces  Par contre, la ville est plus fraiche en hiver, surtout en centre-ville (ventilation).

18 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 18 Résultats micro-climat Îlots de chaleur Urbain moyen en été (nocturne) N° 7 RéactifRéfléchiDynamique VertNéfastePassif  Le scénario passif de type « fil de l'eau » conduirait à un îlot de chaleur assez fort.  Ceci serait dû à la fois à l'augmentation de population, à l'étalement urbain, et à la minéralisation des surfaces.  Toutefois, l'îlot de chaleur serait moins fort que pour le scénario sans aucune rénovation des bâtiments.

19 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 19 Conclusions micro-climat Îlots de chaleur Urbain moyen en été (nocturne) N° 7 RéactifRéfléchiDynamique VertNéfastePassif  Des leviers autre que la population permettent de moduler l'îlot de chaleur urbain.  Une ville minérale, compacte avec des tours conduit à un îlot de chaleur relativement fort en été.  La ville verte semble un bon compromis du point de vue de l'îlot de chaleur.

20 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 20 Résultats Énergie  Les résultats sont présentés en kWh/m²/an  Les villes de populations différentes sont donc tout de même comparables  Simulation annuelles, sur la période mars 2004 à février 2005 (CAPITOUL). Été assez frais.

21 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 21 Résultats conso. d'énergie (kWh/m²/an) N°1, 2, 3 et 4 N°5 Néfaste N°6 Passif N°7 Tout Passif Ville Future (2100) Ville actuelle  Les consommations d'énergie ne sont sensibles au premier ordre qu'au scénario technologie/usage  L'îlot de chaleur est similaire pour les scénarios n° 1,2 et 3, conduisant à des consommations similaires.  Effet compensatoire entre bâtiments haut plus efficaces et îlot de chaleur un peu plus chaud pour le scénario n°4 ?

22 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 22 Résultats conso. d'énergie (kWh/m²/an) N°1, 2, 3 et 4 N°5 Néfaste N°6 Passif N°7 Tout Passif Ville Future (2100) Ville actuelle  Le réchauffement climatique diminue la demande d'énergie en chauffage (de -50% à -75% environ) et augmente la climatisation.  Le réchauffement climatique diminue la demande en énergie d'un point de vue global (chauffage + clim). On pourrait climatiser plus qu'on ne chauffe.

23 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 23 Résultats conso. chauffage (kWh/m²/an) N°1, 2, 3 et 4 N°5 Néfaste N°6 Passif N°7 Tout Passif Ville Future (2100) Ville actuelle  Si l'on ne rénove pas le parc immobilier et que l'on garde un comportement énergivore, la consommation d'énergie est similaire à aujourd'hui (malgré les constructions nouvelles) : Effet d'inertie du parc existant.  Une rénovation continue même « fil de l'eau » permet de diminuer de plus de 60% le chauffage.

24 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 24 Résultats conso. chauffage (kWh/m²/an) N°1, 2, 3 et 4 N°5 Néfaste N°6 Passif N°7 Tout Passif Ville Future (2100) Ville actuelle  Passer d'un usage énergivore à un usage vertueux diminue permet de diminue de 25 à 50 % sa conso.  Améliorer très fortement la rénovation n'entraine qu'une amélioration minime en chauffage, une fois que les gens suivent un comportement vertueux (chauffage à 19°C)

25 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 25 Résultats conso. de clim (kWh/m²/an) Ville Future (2100) Ville actuelle  Le comportement énergétique (usage) semble être de loin le facteur déterminant la consommation de climatisation.  Une ville étendue (sc n°6) avec de nombreux pavillons augmente, mais très (très très) légèrement, la conso.  Résultats à affiner avec une meilleure description du tertiaire (sous estimation du nb. bâtiments climatisés) et de l'irrigation. N°1, 2, 3 et 4 N°5 Néfaste N°6 Passif N°7 Tout Passif

26 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 26 Conclusions conso. d'énergie  Le réchauffement climatique diminue la consommation (chauffage + clim).  Fort effet d'inertie potentiel du parc existant.  Un impact couplé de la rénovation et de l'usage pour le chauffage : il faut à la fois rénover l'ancien et chauffer modérément.  Pour la clim, c'est la température de consigne qui est le levier principal pour réduire la consommation.  Études systématiques des leviers plus approfondie

27 GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 16 septembre 2013 27 Conclusions conso. d'énergie  Attention à la période proche ! Pour des scénarios proches en 2100, il peut exister des disparités en 2040 La consommation d'énergie liée au chauffage peut varier de -50 % à +10 % entre 2010 et 2040 A ces échelles de temps, l'impact le plus immédiat semble être sur les usages.  Attention aux échelles spatiales Ne sont montrés ici que des chiffres agrégés sur la ville Il y a des comportements différents du même type de bâtiment selon sa localisation dans la ville