Objectifs
Le projet MUSCADE propose d’aborder les questions de l’énergie du bâti et du changement climatique à l’échelle de la ville.
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.
Pour ce faire, l’accent sera porté sur une approche systémique, traitant un vaste champ de processus urbains et leurs interactions, et s’appuyant sur des outils de modélisation numérique adaptés à chaque sous-système.
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’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.
Ce modèle permettra de simuler différents paramètres, d’étudier leur sensibilité et quantifier les incertitudes. Les principaux résultats, pour chaque scénario étudié, concerneront :
– La consommation d’énergie liée au chauffage et climatisation dans le bâti
– 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.
L’approche utilisée, qui permet de prendre en compte tous ces paramètres, a aussi simplifié le « système ville » afin de le restreindre à un nombre de données exploitables. Il sera donc essentiel d’avoir une estimation, à partir des scénarios et du modèle, des paramètres non simulés de façon précise , afin définir les limites de validité des modèles et pondérer les résultats obtenus. On peut citer le coût des scénarios, l’énergie liée au transport (dont l’estimation proviendra du modèle socio-économique d’expansion urbaine), à l’éclairage, la quantité d’eau nécessaire aux murs ou toits végétalisés, l’énergie grise, …