Évolution des îlots
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Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 MUSCADE Modélisation Urbaine et Stratégies d’adaptation au Changement climatique pour Anticiper la Demande et la production Energétique Suivi du projet 11 octobre 2013 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Agenda 14h - Introduction – Colette 15’ 14h15 - Les développements de modèles – 1h15 15h30 - Scénarios et simulations – 45’ 16h15 - La suite – Colette et tous 30’ 17h: Fin – – – – – GENIUS – Évolution des îlots - Marion 15’ TEB – Végétation – Aude 15’ TEB – BEM, STREET, SUN, intégration. La version TEB pour MUSCADE - Valéry 15’ Le générateur de climat urbain 2D – Julien 15’ Discussion – 15’ – Évaluation de scénarios de végétation, à ville et climat actuels – Aude/Cécile 15’ – Les simulations MUSCADE : disponibles et à venir (premiers scénarios) - Valéry 15’ – Discussion – 15’ – Scénarios/ Simulations/ interprétation – Interprétation interdisciplinaire, rapport ANR – Colloque de restitution à l’IAU IdF 11-oct-2013 2 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Avancement depuis Mai 2012 1 – DEFINITION DE SCENARIOS 2 - MODELES PHYSIQUES : DU BATI A L'AGGLOMERATION 3- MODELES 2D D'EVOLUTION ET D'EXPANSION URBAINE 4 - SIMULATION INTEGREE: VILLE, CLIMAT, ENERGIE 0 – COORDINATION DE PROJET 11-oct-2013 3 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Les développements depuis mai 2012 MODELES INTEGRATION Reconstruction de l’ICU TEB STREET BEM énergétique du bâti VEG toits végétalisés GENIUS 11-oct-2013 SUN Phasage production d’énergie solaire GENIUS to SURFEX Traduction en paramètres géométriques et types Évolution Prise en compte des paramètres bâti et usag Carte initiale des îlots : typologie des îlots NEDUM orientation des rues Type, végétation, hauteur Expansion urbaine Évolution densité de population NEDUM to GI Lecture de la carte et traduction des évolutions 4 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Les développements LES SCENARIOS Reconstruction de l’ICU TEB STREET BEM énergétique du bâti VEG toits végétalisés GENIUS Carte initiale 11-oct-2013 Bâti, usages, production d’énergie SUN production d’énergie solaire Évolution des îlots : typologie des îlots NEDUM orientation des rues Type, végétation, hauteur 7 Types d’îlots, 2 Végétation, 2 Architecture Expansion urbaine Évolution densité de population 4 Grandes tendances, 2 Démographie 3 Usage des sols, % Végétation 5 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Lien avec les autres projets Reconstruction de l’ICU >VURCA = ACCLIMAT = ACCLIMAT, thèse de Julien STREET BEM énergétique du bâti VEG =VEGDUD, thèse de Cécile toits végétalisés Carte initiale orientation des rues SUN MUSCADE production d’énergie solaire Évolution des îlots : typologie des îlots = ACCLIMAT Modèle, scénarios, interprétation Type, végétation, Thèse de Marion hauteur Expansion urbaine Évolution densité de population 11-oct-2013 = VURCA (modèle) Nombre de scénarios supérieur 6 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Lien avec le projet : EPICURE Étude paramétrique de la Performance de dispositifs Urbains pour un Rafraîchissement Environnemental Étude de l’influence sur le rafraîchissement urbain des variables d’aménagement/ de bâti / d’usage ADEME 2 ans 1/2 : Déc-2012 Mai-2015 LRA + GAME Recrutement de Jenny Santiago au LRA puis au GAME 11-oct-2013 7 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Méthodologie du projet EPICURE Lister les variables d’entrée Définir leur domaine de variation Plan d’expériences = variation simultanée des variables d’entrée Organiser les simulations selon un plan d’expériences Réaliser les simulations Etudier une variable de sortie Simulation = combinaison particulière des variables d’entrée Etudier l’impact des variables d’entrée selon une analyse de sensibilité Connaître les variables d’entrée les plus influentes sur cette variable de sortie 11-oct-2013 8 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Méthodologie du projet EPICURE •Lister les variables d’entrée SURFEX+GENIUS + Définir leur domaine de variation •Cas test sur un nombre réduit de variables : réalisé •Cas complet en 1D en cours des éléments d’interprétation pour MUSCADE 11-oct-2013 9 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Objectif de la réunion Présenter les développements et résultats Identifier et préparer le travail restant Préparer la clôture du projet Fin du projet : 31/12/2013 11-oct-2013 10 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Agenda 14h - Introduction – Colette 15’ 14h15 - Les développements de modèles – 1h15 15h30 - Scénarios et simulations – 45’ 16h15 - La suite – Colette et tous 30’ 17h: Fin – – – – – GENIUS – Évolution des îlots - Marion 15’ TEB – Végétation – Aude 15’ TEB – BEM, STREET, SUN, intégration. La version TEB pour MUSCADE - Valéry 15’ Le générateur de climat urbain 2D – Julien 15’ Discussion – 15’ – Évaluation de scénarios de végétation, à ville et climat actuels – Aude/Cécile 15’ – Les simulations MUSCADE : disponibles et à venir (premiers scénarios) - Valéry 15’ – Discussion – 15’ – Scénarios/ Simulations/ interprétation – Interprétation interdisciplinaire, rapport ANR – Colloque de restitution à l’IAU IdF 11-oct-2013 11 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 LA SUITE DU PROJET Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Reste à faire Finaliser les résultats scientifiques Clôturer le projet vis à vis de l’ANR – Scientifique – Financier Organiser le colloque de restitution à l’IAU IdF 11-oct-2013 13 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Compte rendu final pour l’ANR 5 pages maxi 11-oct-2013 14 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Clôture ANR : scientifique et financière Compte-rendu final : trame type de l’ANR Rapport détaillé (facultatif) – au format libre décrivant les livrables, les résultats obtenus, les articles, etc. Relevé de dépenses – récapitulatif de l’ensemble des dépenses par partenaire pour la période totale d’exécution du projet – requiert la signature du commissaire aux comptes ou de l’expert-comptable (pour les partenaires privés) – la période justifiée doit être compatible avec la période couverte par la décision/convention 11-oct-2013 15 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Livrables Titre 1 Nature Partenaires Commentaires Rapport + données de sortie NEDUM C IRED C onforme au plan initial Rapport + fichier des paramètres GAME, C STB C onforme au plan initial Rapport GAME C onforme au plan initial Documents disponibles N° DEFINITION DE SCENARIOS Scénarios d'expansion urbaine Paris urban area socio-economic scenarios.doc Scénarios de bâti et des usages scenarios_techno_muscade_v2.0.pdf Parametres_Bati_Scenarios_V2.3.xls Scénarios climatiques Scenarios_MUSCADE_20121221.pdf 1.a 3 MODELE 2D D'EVOLUTION ET D'EXPANSION URBAINE Abandonné suite à l'arrivée de l'IAU dans le projet Données de validation pour NEDUM Politiques d’aménagement de l’aire urbaine parisienne des années 60-70 à nos jours Étude du Mode d’occupation du sol de l’IAU-IdF 3.b 3.c 3.d 11-oct-2013 LIENSs Rapport Remplace le livrable ci-dessus rapport_lienss.pdf Version du modèle NEDUM étendu en 2D et validé C ode C IRED C onforme au plan initial Scénarios d'expansion urbaine Rapport + données de sortie NEDUM C IRED C onforme au plan initial Paris urban area socio-economic scenarios.doc 16 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 2 MODELES PHYSIQUES : DU BATI à L'AGGLOMERATION Etude paramétrique de la variabilité de la production et la demande énergétique en fonction de la morphologie de l'îlot modeles_calcul_ombres_portees_ind_4.pdf morphologie et potentiel solaire Livrables Rapport LRA Des rapports préliminaires, mais livrable initial abandonné Rapport CSTB Nouveau livrable Production d’énergie électrique par les 2.a modules photovoltaïques pour la simulation production_photovoltaique_15-06-2012.pdf Abandonné au profit du modèle GENIUS Plateforme Morphologic modifiée Modèle de génération et d'évolution des îlots etapes_de_velopmt_gi_v7.pdf validation_genius.pdf 2.c Code + rapports Conforme aux objectifs du projet validation_de_genius_sur_le_passe_.pdf 2.b Module de récupération des géométries et de mise en données dans la plateforme SALOME Construction de maquettes de bâtiments, simulations comparées Energy Plus et TEB-BEM et étude paramétrique du bilan énergétique du bâtiment. Abandonné au profit de l'étude "Maquettes" sous Energy+ Rapport CSTB, GAME Conforme aux objectifs du projet Article GAME Résultats de validation inclus dans l'article etude_parametrique_du_bilan_energetique_du_bati_v0.8.doc 2.e TEB validé pour la demande énergétique sur le temps présent. Adapting cities to climate change : a systemic modelling approach. Urban Climate 2.d Version de TEB avec une représentation améliorée : Conforme au plan initial Fonctionnement énergétique du bâtiment Initié dans le projet VURCA et finalisé dans MUSCADE 2.d TEB-BEM_technical_report.pdf 2.d 2.d 11-oct-2013 Rapports + codes GAME Inclusion des toits photovoltaïques dans TEB panneaux_solaires_teb_v1.pdf Implémentation et calage des toitures végétalisées panneaux_solaires_teb_v1.pdf En commun avec le projet VEGDUD 17 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Livrables 4 SIMULATION INTEGREE : VILLE, CLIMAT, ENERGIE Ilot de chaleur à l'échelle régionale Reconstruction de l’IC U C ode Valeurs estimées d'autres paramètres GAME C IRED Résultats de la simulation intégrée GAME C onclusions de l'interprétation scientifique A vérifier par chaque partenaire 11-oct-2013 18 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Publications A vérifier par chaque partenaire 11-oct-2013 19 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Finaliser le travail scientifique Premier jeu de simulations disponible Analyse des résultats – GAME – Maxime Daniel recruté au GAME pour 3 mois Choix des scénarios Présentation des résultats, identification des questions clés – Réunion mi-novembre Analyse interdisciplinaire des résultats, réponse aux questions clés –Réunion mi-décembre 11-oct-2013 20 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Choix des scénarios Fil de l'eau Thématique Hypothèse GT Evolution du prix de l’énergie dans le monde : politiques climatiques et ressources fossiles TL Evolution de la démographie Faible impact du peak oil, pas de politique climatique volontariste Code GT1 CLIM Scénario climatique Population haute : croissante jusqu'en 2100 Climat présent EXP Forme de l'expansion urbaine Ville étendue ‘fil de l’eau’ FdE ILOTS Type d'ilot favorisé lorsque la densité augmente Typologie architecturale "fil de l'eau" : maisons individuelles isolées IND ILOTS Hauteur des bâtiments ILOTS Végétalisation des espaces publics IRRIG US 11-oct-2013 SCENARIO 1 Irrigation ou arrosage des jardins, toits végétalisés, routes Type des usages de la climatisation et du chauffage TL2 Forme architecturale "fil de l'eau" : les hauteurs de bâtiments sont issues des HAUT_FdE statistiques actuelles Végétalisation "fil de l'eau" des espaces VEG_FdE publics Aucun arrosage ni irrigation Usage ‘intensif’ de la climatisation et du chauffage 2 US Usage de la surventilation Pas de surventilation automatique 2 US Utilisation de protections solaires Pas de protections solaires (hormis les protections solaires manuelles dans le résidentiel) 2 EQ Mise en œuvre de toits végétalisés Pas de toits végétalisés 2 EQ Mise en œuvre de panneaux solaires Pas de panneaux solaires 2 REG Déploiement des règlementations du bâtiment Mêmes temps de diffusion des exigences et techniques que par le passé 2 21 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Choix des scénarios : 1er jeu Fil de l'eau Vert + Vertueux SCENARIO 1 Code SCENARIO 2 Code Fil de l'eau + Vertueux Code SCENARIO 6 Vert + Vertueux Code Code Vert + Vertueux Vert + Vertueux + Arrosé+ Arrosé SCENARIO 2 Code SCENARIO SCENARIO 3 3 Compact + Vertueux Compact + Vertueux + Arrosé SCENARIO 4 SCENARIO 5 Code Code F Code Autres scénarios ? 11-oct-2013 22 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Colloque MUSCADE à l’IAU IdF Format du colloque – matinée 9h-13h+ buffet – Présentations courtes + débats et/ou table ronde Contenu – Répondre à une/des problématiques concrètes sur l’IdF (plutôt que décrire les développements scientifiques du projet) – Fournir des documents de synthèse du projet Date : mi-mars 2014 11-oct-2013 23 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Mots clés du scénario Économie mondiale Mise en œuvre dans la plateforme Impacts calculés Scénario N°1 : « Réactif » Ex : les fiches de interprétation des résultats ACCLIMAT 500 Prix du pétrole ($/bl) 400 75 0 2010 2040 2070 Fort 2010 900 Évolution densité population (2010-2100) 700 600 500 2010 2040 2070 Évolution de l’urbanisation entre 2010 (gris) et 2100 (rouge) 2100 Chute de la démographie 2010 2040 •Poursuite des tendances actuelles dans les modes d’urbanisation •Ville étalée et dispersée •Expansion non contrôlée 2040 •Changement net d’orientation •Expansion contrôlée, ville compacte •Faible mitage Apparition des contraintes d’urbanisation (en blanc) Avant 2040 Quartiers et architecture 2010 Peu dense 0,3 2040 A partir de 2040, les espaces publics jusqu’alors fortement minéraux sont végétalisés : parkings, places et espaces résiduels urbains accueillent des arbres et des plantations basses. 26°C 23°C 2040 2100 •Poursuite des tendances actuelles •Faible innovation énergétique •Faible taux de rénovation •Usage non économe du chauffage et de la climatisation •Comportement économe renforcé •Accélération des rénovations, bâtiments neufs performants 11-oct-2013 Dense Après 2040 •Architecture compacte •Maisons individuelles en bande ou petits immeubles collectifs • Végétation urbaine favorisée Énergétique du bâti 2010 A partir de 2040, les maisons individuelles ne sont plus favorisées. 0.8 •Poursuite des tendances actuelles en terme de production d’habitat •Maisons individuelles majoritaires L’usage de la climatisation et du 21°C chauffage devient économe à partir de 2040 19°C 2 Distribution de la population Le centre ville de Toulouse se dépeuple en raison des coûts des loyers trop élevés par rapport aux revenus. L’évolution du coût du pétrole ne constitue pas un frein à habiter en proche ou lointaine périphérie comparativement au coût des loyers. Climat actuel 2010 2100 +2% Transports Distance parcourue chaque mois par personne entre domicile et travail. +58% depuis 2010 Densité bâtie Hauteur bâtiments Végétation Moyenne en mètres sur le pôle urbain Taux moyen (%) sur le pôle urbain 86 24 2010 2100 -25% Climat actuel 6,1 84 5,7 2010 2100 -0.4m Climats futurs +2° +4° +6° 7 4 5 2010 2100 -2% Climat et confort urbain • L'îlot de chaleur sur l'été est faible, même s'il augmente légèrement en moyenne par rapport à la période actuelle. • Par contre les îlots de chaleurs intenses diminuent sur les banlieues du fait des peintures réfléchissantes, mais se maintient en centre ville. • L'îlot de chaleur en hiver diminue entre 0.5 et 1°C. 11 3 En 2100 638 km % plancher/territoire sur le pôle urbain 16 0 2100 + 5hectares Répartition des m2 de plancher par types de quartier 23 % uis 2.5 t : 1% p Habita .5% 6 puis ire : 3% Tertia 2010 Surface urbanisée La surface urbanisée augmente jusqu’en 2040 poursuivant les tendances démographiques puis stagne suite à la diminution de population (situation post-crise économique). 32 Énergie du bâti • La consommation de chauffage diminue d’un facteur 3 du seul fait de la meilleure isolation et de la politique de rénovation volontariste • Le réchauffement climatique diminue encore plus le chauffage. • La climatisation augmente en ville future, du fait principalement de la généralisation des équipements dans le résidentiel. •L'usage économe de la climatisation permet de limiter l'impact du réchauffement climatique sur la consommation en été. 76 Après 2040, l’utilisation des volets, brise-soleil et de la surventilation permet de limiter les consommations. Les taux de rénovation annuels restent faibles jusqu’en 2040, puis sont doublés après cette date, ce qui permet une intégration rapide de la réglementation thermique. Forme urbaine • Un morcellement un peu plus fort qu’en 2010 • La mise en œuvre de politiques de maîtrise de l’urbanisation après 2040 n’a pas d’effet sur la forme urbaine: Le mitage et l’étalement en 2100 résultent principalement de l’évolution qui s’est produite entre 2010 et 2040. Architecture • La construction de maisons individuelles augmente fortement entre 2010 et 2050, puis la crise économique freine les nouvelles constructions. • De fait, la politique volontariste pour le collectif à partir de 2040 a peu d’effet même si elle empêche la construction de nouvelles maisons isolées. • Grâce à une réglementation volontariste, le taux moyen de végétation sur le pôle urbain est maintenu, malgré l’expansion urbaine. 2100 +35% Nulle Faible 800 •Crise économique •Diminution de la population •Revenus inférieurs à la moyenne nationale 22 17 Milliers de ménages •Toulouse pôle d’excellence : très attractive •Faible taux de chômage •Revenus des ménages élevés Territoire 2100 4,6 4,5 2100 Fort choc pétrolier 2040 2100 Hectares 101 100 1000 2010 Taille des zones urbaines Milliers 200 Économie locale 2100 Nombre de zones urbaines 300 •Fort choc pétrolier en 2040 •Tensions énergétiques généralisées •Climat hostile à l’investissement •Absence de politique climatique volontariste 2010 Surface urbanisée Milliers d’hectares 6 Îlot de chaleur Moyen en été Consommation de chauffage (rouge) et climatisation (bleu) en Kwh/m2/an pour la ville actuelle (2010) et pour la ville future (2100) 3 24 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Calendrier : proposition oct-13 nov-13 déc-13 GAME janv-14 févr-14 mars-14 GAME + tous mise en forme des résultats Simulations Préparation du colloque Analyse REUNION mi-nov (téléphone) REUNION mi-déc à Paris 1- Présentation à l'ANR Présentation des résultats des résultats finaux 2- Atelier sur les Choix des questions questions scientifiques interdisciplinaires et Choix de nouveaux Définition du colloque scénarios GAME + tous Préparer le rapport scientifique et financier 11-oct-2013 Mi-mars COLLOQUE IAU Fin Fev Rendre le rapport final ANR 25 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 A fournir pour l’ANR : tous les partenaires Les livrables – Vérifier la liste – Envoyer la version définitive des documents Vérifier la liste des publications/conférences – Vérifier la liste sur le site web et compléter Relevé de dépenses – Solder les comptes MUSCADE … – Anticiper avec son service financier pour remplir le relevé final Au plus tard le 28 février 2013 11-oct-2013 26 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 Ce travail a bénéficié d’une aide de l’Agence Nationale de la Recherche portant la référence ANR-09-VILL-0003 11-oct-2013 28
