Spatial approach of the energy demand modeling at urban scale
Approche spatialisée de la modélisation de la demande d'énergie à l'échelle urbaine
Résumé
In the European Union, the residential building sectoris responsible for about 22 % of the total energy consumption. Over the last decades policy makers recognized the high potential of this sector to contribute towards reductions of CO2 emissions through the energy consumption reduction. Thermal buildings models is the subject of several researches and several model tools resulted in. Diversity of local contexts, data availability and stakeholders goals lead to search flexible models, with ability to create information for different application. However, renewal of buildings are decided at urban scale, hence the interest to expend the knowledge of the energy demand at a local scale instead of single building. The main goal of this stage is to link three well-known and complementary approaches: the physics of buildings, the typological approach and the Geographical Information Systems. By exploring the potential of bottom-up approaches, the models existing for single buildings are extrapolated for a complete set of households in a neighbourhood. Two heating demand models at local scale have been developed and tested on the neighbourhood of St Felix in Nantes. The first one is static and mainly inspired of EPCs (Energy Performance Certificates) while the second one is dynamic and funded on an electrical analogy (5R2C). Both of them couple GIS, the typological approach and building physics. Results are analysed to check relevancy of the prototypical approach and to study energy retrofitting potential from different actions.
Dans l’Union Européenne, le secteur des bâtiments résidentiel est responsable d’environ 22 % des consommations énergétiques. Depuis plusieurs décennies, les politiques reconnaissent le potentiel de ce secteur à pouvoir contribuer significativement à la réduction des émissions de gaz à effet de serre grâce à la réduction des consommations énergétiques. La modélisation thermique des bâtiments fait l’objet de nombreux travaux de recherche et de nombreux outils de modélisation en ont abouti. Néanmoins, les larges actions de rénovation se décident à l’échelle locale, d’où l’intérêt de connaître les demandes en énergie à l’échelle du quartier et non plus à celle du bâtiment individuel. L’objectif de ce stage est de lier trois approches maîtrisées : la physique des bâtiments, l’approche typologique et les Systèmes d’Informations Géographique. En explorant le potentiel des approches ascendantes, les modèles existants pour les bâtiments seuls sont extrapolés pour un ensemble de logements d’un quartier. Deux modèles de demande en chauffage sont développés et testés à Saint Félix à Nantes. Le premier est statique et principalement inspiré des DPE (Diagnostiques de Performance Énergétique) alors que le deuxième est dynamique et fondé sur une analogie électrique (5R2C). Les deux approches couplent les SIG, l’approche typologique et la physique des bâtiments. Les résultats sont analysés pour vérifier l’intérêt de l’approche typologique et pour étudier le potentiel d’amélioration du rendement énergétique de différentes actions.
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