MODRADURB

MODélisation des échanges RADiatifs dans la canopée urbaine pour évaluer les formes URBaines dans le contexte du changement climatique

Le but du projet est d’évaluer, dans le cadre du réchauffement climatique, l’influence sur l’atténuation de la surchauffe en ville des formes urbaines et de stratégies d’adaptation basées sur la végétation. La méthodologie se base sur un changement de paradigme de la modélisation des échanges radiatifs dans les outils de modélisation du climat urbain, afin de bien mieux représenter le rayonnement (solaire et infrarouge terrestre), qui est processus crucial pour le climat urbain, la consommation énergétique des bâtiments et le confort thermique à l’extérieur des habitants.

Coordinateur : CNRM
Correspondant CNRM : Robert Schoetter
Équipes CNRM : GMME-VILLE
Financement : ADEME MODEVAL-URBA-2019
Début : Juin 2019
Durée : 3 ans

Objectifs scientifiques et techniques du projet

  1. Quantification des erreurs des approximations du calcul des échanges radiatifs dans les modèles de climat urbain via l’utilisation d’un modèle de référence pour le transfert radiatif (lanceur de rayons Monte-Carlo ED-STAR).
  2. Amélioration de la modélisation du rayonnement dans un modèle de climat urbain (TEB) pour mieux simuler le climat urbain et les consommations énergétiques de différentes formes urbaines.
  3. Application de la version améliorée de TEB à une sélection de villes et de formes urbaines en France pour quantifier la performance de différentes formes urbaines dans le contexte du changement climatique.
  4. Un objectif technique est d’adapter le lanceur de rayons Monte-Carlo ED-STAR à des géométries urbaines réelles, ce qui facilitera son utilisation par des bureaux d’études et par des météorologues et climatologues pour enrichir et valider leurs modèles.

Description du projet

  1. La tâche 1 consiste à appliquer ED-STAR à des villes idéalisées de différentes morphologies pour quantifier des grandeurs radiatives pertinentes pour l’évaluation des formes urbaines et les erreurs suites aux approximations dans les modèles de climat urbain. Ensuite, ED-STAR est évalué sur des villes réelles (Londres et Paris).
  2. La tâche 2 consiste à adapter le lanceur de rayons Monte-Carlo open-source ED-STAR à des villes réelles (lecture de données sur la géométrie des bâtiments, la végétation urbaine, et les propriétés physiques des matériaux).
  3. La tâche 3 consiste à coupler le modèle de climat urbain open-source TEB à une nouvelle modélisation des échanges radiatifs en milieu urbain (SPARTACUS-Urban) ce qui permettra à distinguer une plus grande variété de formes urbaines avec TEB.
  4. La tâche 4 consiste à appliquer la version améliorée de TEB à des formes urbaines se distinguant par exemple par la densité, la hauteur et la forme des bâtiments, la végétation, pour Paris, Toulouse, et La Rochelle afin de calculer les consommations énergétiques et le confort extérieur en tenant compte du changement climatique régional et du climat urbain. Un guide synthétisant ces résultats sera présenté dans un colloque final aux agences d’urbanisme.

Partenaires
Le projet est mené par le CNRM et la société Méso-Star ayant développé un outil de modélisation 3D du rayonnement, et en collaboration avec des experts internationaux du rayonnement et du climat urbain basés à l’Université de Reading.