MUSCADE

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Modélisation Urbaine et Stratégies d’adaptation au Changement Climatique pour Anticiper la Demande et la production Energétique

Le projet MUSCADE s’inscrit au cœur de trois sujets vifs de la problématique de la ville durable :
le changement climatique, l’énergie dans les villes et l’expansion des villes.

Il vise a en étudier les interactions, de nos jours à 2100.

Coordinateur CNRM-GAME Logo MUSCADE
Correspondant CNRM-GAME Valéry MASSON
Équipes CNRM-GAME GMME-TURBAU
Site Internet du projet Muscade
Financement ANR - Ville Durable 2009 Ref ANR-09-VILL-0003
Début 30 décembre 2009
Durée 4 ans

 Objectifs

- L’objectif scientifique est d’étudier, de nos jours à 2100, les interactions entre structure de ville, procédés constructifs, consommation d’énergie, production d’énergie décentralisée, micro climat urbain, et changement climatique.

- L’objectif technique du projet est de développer un modèle numérique d’expansion urbaine, de simulation du climat urbain et de simulation du couple offre-demande énergétique du bâti à l’échelle urbaine, appliqué ici à l’aire urbaine de Paris. Le modèle sera alimenté par des scénarios combinés de climat, d’évolution urbaine, d’aménagements urbains, de types et de technologies du bâti, et de types de production d’énergie.

 Apports du CNRM-GAME

- Améliorer la modélisation du bâti dans TEB pour simuler le climat urbain.

A partir d’un modèle de bilan énergétique du bâtiment, et d’un modèle de morphologie urbaine, des améliorations importantes seront apportées à TEB en terme de bilan interne du bâti (prise en compte des vitrages, façades et toitures végétalisées, orientation des rues) , d’influence de l’agencement de l’îlot, et de paramétrisations de la production d’énergie décentralisée.

- Intégrer dans TEB un couplage entre microclimat et production décentralisée d’énergie.

Les technologies de production décentralisée sont le plus souvent dépendantes de paramètres météorologiques liés, en zone urbaine, au micro-climat urbain. L’objectif est ainsi de développer au sein de TEB des paramétrisations de la production d’énergie pour les divers types de systèmes décentralisés de production, afin d’étudier les sensibilités des modes de production en fonction du micro-climat simulé, des scénarios de bâti, d’urbanisme et du changement climatique.

 Description du projet

Le projet MUSCADE vise à étudier la problématique de l’énergie dans la ville, dans un contexte complexe : Les objectifs du Grenelle de l’Environnement concernant les bâtiments et l’énergie, et des constantes de temps propres au changement climatique et à l’inertie d’évolution des villes qui obligent à raisonner à l’échelle du siècle.

L’étude des interactions entre changement climatique, énergie dans les villes et expansion urbaine, de nos jours jusqu’à 2100, permettra, au travers de scénarios et de simulations, de mettre en perspective la consommation énergétique de la ville et ses capacités de production d’énergies locales et renouvelables. Le projet MUSCADE vise ainsi à apporter des éléments d’évaluation aux décideurs urbains qui doivent bâtir la ville durable de demain.

D’un point de vue méthodologique, l’accent sera porté sur une approche systémique : Le « système ville » sera constitué progressivement, à partir des éléments intervenants dans les processus liés à l’énergie. Il s’agit tout d’abord du bâtiment, avec ses différents matériaux et procédés constructifs, sa consommation d’énergie mais aussi ses potentiels de production d’énergie ; puis l’îlot, formé de plusieurs bâtiments selon un agencement défini par les règles d’urbanisme, et porteur également de contraintes et opportunités en terme de bilan énergétique ; enfin la ville, constituée d’ilots types, mais également soumise à une expansion, de type socio-économique, dont la densité par exemple peut influer la question énergétique et l’ilot de chaleur urbain. L’ensemble de ces éléments sera sera alors étudié en interaction avec le climat futur, selon les scénarios fournis par le GIEC.

Systeme ville MUSCADE

 Livrables ou résultats attendus

Au travers des scénarios et simulations, le projet mettra en perspective la consommation énergétique de la ville et ses capacités de production d’énergies locales et renouvelables.

Les principaux résultats de simulation, pour chaque scénario étudié, concerneront :

  • La consommation d’énergie liée au chauffage et climatisation dans le bâti
  • La demande et la production décentralisée d’énergie, et la répartition des différents types d’énergie
  • L’îlot de chaleur urbain
  • Les émissions de gaz à effet de serre.

Ainsi, l’analyse de ces paramètres (en terme de gain environnemental, coût socio-économique, …) permettra d’identifier, parmi tous les scénarios étudiés, les plus pertinents et les plus réalistes, qui constituent une possible stratégie d’adaptation au changement climatique.

 Partenaires

  1. CNRM-GAME
  2. CIRED
  3. CSTB
  4. LIENSs
  5. LRA-GRECAU
  6. IAU
  7. APUR