Schémas de la plateforme acclimat

Transcription

1 Schémas de la plateforme acclimat Pour rapport final et transfert vers BEC Description des données d entrée (initialisation & scénarios) Les configurations de la plateforme

2 Réunion du 12/02/13 : Liste des actions Préciser les différentes entrées/sorties et les formats de fichiers : TURBAU Préciser les opérations "manuelles" (non gérées automatiquement via un menu) : TURBAU Fournir une description de l'environnement software nécessaire : TURBAU (fait) Fournir la documentation MUSCADE sur les politiques d'aménagement : TURBAU (fait) Fournir la documentation sur les indicateurs : TURBAU (fait) Poursuivre la mise au point de la plateforme dans le cadre d'acclimat : TURBAU EN COURS Fournir une description du projet EPICURE : TURBAU (fait) Fournir les rapports sur les classifications par types de temps : TURBAU (fait) Faire le point sur ce que la plateforme peut et ne peut pas faire : RETIC avec l'aide de TURBAU, au fur et à mesure des expressions de besoins Se renseigner sur l'interface de lancement PERLE (BEC) Commencer à identifier les obstacles possibles à une utilisation à distance et les impacts sur le serveur d'hébergement d'une part, l'interface de l'autre : BEC Faire le point sur les besoins des bureaux d'études : DIRIC 2

3 Vue générale de la plateforme Géographie Forçages climatiques Scénarios Modèles urbains Modèles physiques Indicateurs Climat urbain Socioéconomie Morphologie des îlots Énergétique du bâtiment 3

4 Schéma des éléments Génération des conditions climatiques à l échelle de la ville Expansion urbaine et génération de la forme urbaine Génération d îlots urbains et leur évolution Conditions climatiques Expansion urbaine Lois socioéconomiques Forme urbaine Politiques d aménagement Description & évolution à l échelle de l îlot Politiques d aménagement urbain & Technologies du bâti Calcul d impacts Climat urbain, énergie du bâti Simulation du climat urbain Calcul des impacts énergie-climat 4

5 Les modèles Génération des conditions météorologiques à l échelle de la ville Expansion urbaine et génération de la forme urbaine MesoNH NEDUM Génération d îlots urbains et leur évolution SLEUTH* GENIUS Simulation du climat urbain et calcul des impacts énergie-climat 5

6 Initialisations Démographie Population de l agglomération et taille moyenne des ménages Économie Revenu par ménage, évolution des taux d intérêt, coût moyen de la construction, prix des transports (voiture ou transport en commun) Réseau de transport Cartes des temps moyens de transport (voiture ou transport en commun) vers le centre-ville Urbanisme Cartes d usages des sols et des contraintes d urbanisme: limitation de la taille des bâtiments, taxes, incitations à construire plus Données nécessaires pour chaque ville NEDUM SLEUTH* Cartes de l urbanisation initiale Carte des pentes Carte de couverture des sols (?) Carte des zones d exclusion Carte des axes routiers Carte de relief GENIUS Carte initiale des îlots Conditions météo Paramètres des bâtiments 6

7 GENIUS : principe Données IGN & INSEE Dans la plateforme 7

8 GENIUS : type et usages des îlots 8

9 GENIUS : la carte initiale 9

10 Typologie Le projet ACCLIMAT a bénéficié d une aide de la GENIUS : exemple de carte initiale des îlots sur Paris Paramètres (extrait) 10

11 GENIUS dans la plateforme GENIUS Code intégré à la plateforme Évolution des îlots Codage FORTRAN Donnée d entrée de la plateforme Génération de la carte initiale Méthodologie 11

12 La table des paramètres bâti 1. Les paramètres dépendant de l âge de construction du bâtiment : données «structure» (Toiture, murs, plancher, enveloppe) TypeIndividuel ElemElement (2) Parametre - Unite < ENVELOPPE Vitrage Facteur solaire m (-) 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,45 0,45 Surface fenetre /surface facade ( -) 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,3 0,3 0,3 0,3 U-factor (W.m-2.K-1) ,5 2,3 1,8 1,6 1,4 1,1 TOITURE Exterieur Interieur Milieu Albedo ([1]) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,6 0,7 Chaleur specifique C (kj.m-3.k-1) Conductivite (W.m-1.K-1) Emissivite ([1]) 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 Epaisseur d (m) 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 Chaleur specifique C (kj.m-3.k-1) Conductivite (W.m-1.K-1) 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 Epaisseur d (m) 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Resistance thermique (m2.k.w-1) 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 Chaleur specifique C (kj.m-3.k-1) Conductivite (W.m-1.K-1) 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,03 0,025 0,01 Epaisseur d (m) 0,01 0,01 0,01 0,01 0,05 0,15 0,3 0,3 0,3 0,15 Resistance thermique (m2.k.w-1) 0,29 0,29 0,29 0,29 1,43 4,29 8,

13 La table des paramètres bâti 1. Les paramètres déclinés en hypothèses : données «équipements, usages» Element (2) Parametre - Unite Type d'usage HYP1 : Actuel HYP2 : Fil de l_eau HYP3 : Vertueux Apports internes Flux (W.m-2 plancher) Bureau Commercial Residentiel Chauffage Climatisation Fraction latente (%) Temp. de consigne (DegC) Temp. de consigne (DegC) Bureau Commercial Residentiel Bureau Commercial Residentiel Bureau Commercial Residentiel

14 La table des paramètres bâti Des paramètres et des hypothèses prédéfinies pour Toulouse et Paris (MUSCADE, ACCLIMAT) Fichier EXCEL = donnée d entrée Possibilité de modifications / création de nouvelles valeurs 14

15 Initialisations Démographie Population de l agglomération et taille moyenne des ménages Économie Revenu par ménage, évolution des taux d intérêt, coût moyen de la construction, prix des transports (voiture ou transport en commun) Réseau de transport Cartes des temps moyens de transport (voiture ou transport en commun) vers le centre-ville Urbanisme Cartes d usages des sols et des contraintes d urbanisme: limitation de la taille des bâtiments, taxes, incitations à construire plus Données nécessaires pour chaque ville NEDUM SLEUTH* Cartes de l urbanisation initiale Carte des pentes Carte de couverture des sols (?) Carte des zones d exclusion Carte des axes routiers Carte de relief GENIUS Carte initiale des îlots : Morphologie, architecture, hauteur/âge/usage des bâtiments, orientation des blocks, surface végétalisée, type de chauffage, densité de population Conditions météo Paramètres des bâtiments Matériaux (toits, murs, plancher), équipements (chauffage, climatisation, ventilation, occultations, toits végétalisés, panneaux photovoltaïques), usages (temp. de climatisation et chauffage, occultations) 15

16 Initialisations Données sources pour l initialisation Conditions météo Simulations issues du modèle IMACLIM-R (données mondiales) Projections démographie & revenus à construire pour le territoire étudié NEDUM SLEUTH* GENIUS Cartes d occupation des sols ACP pour créer la carte initiale des îlots (méthodologie disponible, ACCLIMAT & MUSCADE) Données INSEE & IGN Table des paramètres pour Paris et Toulouse (MUSCADE & ACCLIMAT) Données spécifiques au territoire étudié (sources variées) 16

17 Initialisations Format des fichiers Conditions météo Matrices MatLAB (.mat) NEDUM SLEUTH* GENIUS Cartes.gif Carte initiale SIG (.dbf) Fichiers texte.cvs 17

18 Interfaces Données échangées entre les modèles à chaque pas de temps NEDUM Carte des zones urbanisables Conditions météo GENIUS Surfaces nouvelles à urbaniser (Quantité de changement) Attractivité SLEUTH* Cartes de l évolution de densité de bâti et population Carte et paramètres des îlots urbains 18

19 Interfaces Format des fichiers Conditions météo NEDUM Carte des zones urbanisables fichier texte.txt Quantité de changement échange direct par PALM MPI Attractivité : carte texte (.txt) SLEUTH* Cartes ASCII (.asc) GENIUS Cartes texte.txt ou.asc? PGD 19

20 Les scénarios Les «variables modèles» que l on peut faire varier pour créer des scénarios Évolution de la démographie Évolution des revenus des ménages Facteur «jardin» ou «espace libre» Conditions météo Température de consigne de la climatisation et du chauffage Déclenchement automatique d une surventilation Protections solaires NEDUM Toits végétalisés, avec panneaux photovoltaïques ou peintures réfléchissantes SLEUTH* Règles d évolution de la forme urbaine : Cartes de contraintes d urbanisation (zones urbanisables et zones d exclusion) Paramètres de forme urbaine préférée GENIUS Règles d évolution des îlots : Types d îlots favorisés selon la densité de population Hauteur des bâtiments Végétalisation des espaces libres Prise en compte des réglementations avec un temps de diffusion variable Matériaux des murs, toits, planchers Simple,double, ou triple vitrage Apports internes des bâtiments. 20

21 Les scénarios urbains prédéfinis Des combinaisons de paramètres cohérents sont déjà construites (MUSCADE et ACCLIMAT) : Évolution de la forme urbaine (SLEUTH) Évolution des îlots (GENIUS) Évolution des bâtiments & usages () Valeurs disponibles à titre d exemple 21

22 Les différentes configurations de la plateforme Versions «simplifiées» de la plateforme selon les utilisations : Configuration à ville constante Configurations avec ville en évolution Configurations «météo» Mobilise tout ou partie des modèles de la plateforme Exige de fournir des données d initialisation supplémentaires 22

23 Les différentes configurations de la plateforme : «ville constante» Ville constante, prescrite sous forme d îlots Ex : simulation énergie-climat de la ville actuelle Données initiales GENIUS Carte initiale des îlots Paramètres des bâtiments 23

24 Les différentes configurations de la plateforme : «ville constante» Pas d évolution de l urbanisation, prescriptions de modifications à l échelle des îlots Ex : Simulation énergie-climat de l aménagement d un quartier GENIUS Carte initiale des îlots Modification dans une zone ou sur la totalité de la ville, pour un type d îlot ou pour tous : Du type d îlots (pavillon individuel, collectif, grands immeubles, ) De la hauteur moyenne des bâtiments Du taux de végétalisation Modification «manuelle» de la carte initiale des îlots Modification dans une zone, un type d îlot ou sur la totalité de la ville: Matériaux Équipements Usages Modification «manuelle» de la table des paramètres ou choix d hypothèses prédéfinies Paramètres des bâtiments Cas du projet EPICURE 24

25 Les différentes configurations de la plateforme : «ville en évolution» Évolution de la ville : prescription d une expansion (hectares d urbanisation supplémentaire) Simulation énergie-climat d une ville future (typ ans) Cartes initiales SLEUTH* GENIUS Quantité de surface à urbaniser dans un intervalle de temps donné Cartes de contraintes d urbanisation (identiques ou à créer) Paramètres de forme urbaine préférée (identique ou à établir) Carte d attractivité (?) Paramètres à établir sur toute la durée de l évolution Cartes de l évolution de densité de bâti et population?? Évolution «fil de l eau» Bâti «fil de l eau» Carte initiale des îlots Paramètres des bâtiments 25

26 Les différentes configurations de la plateforme : «ville en évolution» Évolution de la ville : prescription d une expansion et modifications à l échelle de l îlot et du bâtiment Simulation énergie-climat d une ville future Cartes initiales SLEUTH* GENIUS Quantité de surface à urbaniser dans un intervalle de temps donné Cartes de contraintes d urbanisation (identiques ou à créer) Paramètres de forme urbaine préférée (identique ou à établir) Carte d attractivité (?) Paramètres à établir sur toute la durée de l évolution Cartes de l évolution de densité de bâti et population?? Hypothèses d évolution à choisir (morphologie, architecture, végétation) Création de nouvelles cartes îlots Carte initiale des îlots Hypothèses d évolution à choisir (matériau, équipements, usages) Paramètres des bâtiments 26

27 Les différentes configurations météo 2 configurations «météo» : 1. Forçage par des observations ou modèles 2. MesoNH Conditions météo 27

28 Les différentes configurations météo 1- Forçage par des observations ou modèles Fichier de forçage météo Ex: CAPITOUL Canicule 2003 EPICEA Forçages T, H, vent Situation actuelle de la plateforme Impacts pour tous les jours de la période 28

29 Les différentes configurations météo 2- MesoNH Climat présent Forçages atmosphériques 3D du CEP pour chaque cluster (type de jour) Fichiers disponibles sur Toulouse et Paris MesoNH Toulouse : 11 clusters et 4 saisons = 44 jours types Forçages : Toutes les 6 heures + 2 steps de spin-up 7 fichiers pour 1 jour de simulation Toulouse : 7*44 forçages Impacts pour les 44 jours types fréquences Disponible d occurrence des jours types Routine de reconstruction d une année Non disponible 29

30 Les différentes configurations météo 2- MesoNH Climat futur Forçages atmosphériques 3D du CEP Incrément de Tables disponibles ou à créer pour différences projections température pour chaque «jour type» Incr. Routine pour rajouter une anomalie de température à chaque jour type MesoNH Objectif de la plateforme fréquences Disponible pour 7 d occurrence projections des jours types Routine de reconstruction d une année Non disponible 30

31 Les modèles Génération des conditions climatiques à l échelle de la ville Expansion urbaine et génération de la forme urbaine MesoNH NEDUM Génération d îlots urbains et leur évolution SLEUTH* GENIUS Simulation du climat urbain et calcul des impacts énergie-climat 31

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