Adaptation du bâti au changement climatique - exemple de la Villa COB à Toulouse

Description générale du projet

Les besoins de climatisation (et de chauffage) des bâtiments vont évoluer avec le climat. Il est important de pouvoir anticiper et s'adapter à ces prochaines évolutions.

Nous proposons ici une évaluation du dispositif de double peau dans le secteur résidentiel, appliqué au cas de la villa COB à Toulouse.

Problématique et proposition de valeur

L'intérêt du dispositif est de générer une nouvelle manière de protéger les vitrages du rayonnement solaire le plus intense (Sud et Sud-Ouest) sans générer pour autant un inconfort en hiver.

Nous proposons également une méthode de conversion des fichiers NetCDF4 de MétéoFrance en fichiers EPW, accepté par la plupart des logiciels de simulations énergétiques. Cela permet de modéliser des variantes.

Nous proposons également une réflexion sur les indicateurs climatiques utilisés par les énergéticiens et/ou thermicien (DJU, température de base) pour dimensionner leurs installations de chauffage en tentant d'étendre cela au cas de la climatisation.

Solution

D'une part, nous avons modélisé la villa COB sur le logiciel de modélisation 3D Revit avec 3 niveaux de porosité de la façade externe étudiée (25%, 50% et 75% d'opacité) en prenant pour référence la version sans double peau (0% d'opacité), de sorte à évaluer la variation des besoins énergétiques en fonction du modèle.

Nous avons ensuite utilisé ArchiWizard avec des données de station météo actuelles et des estimations futures pour 2050 (pré-enregistrées) puis nous y avons implémenté les données transformées de MétéoFrance converties en EPW; de sorte à simuler les besoins énergétiques en chaud et en froid du bâtiment sur la Villa COB.

Nous avions également envisagé de comparer les résultats de besoins énergétiques simulés avec des besoins réels issus de factures EDF.

En parallèle, nous avons évalué l'évolution des Degrés-Jours Unifiés (DJU) de chauffage et de climatisation dans différentes zones climatiques (Toulouse, Paris, Bordeaux) pour les années 2025, 2050 et 2100 et avons trouvé, sans surprise, que les DJU de chaud diminuaient au cours du siècle tandis que les DJU de climatisation augmentaient.

En effet, cet indicateur intervient dans un calcul de dimensionnement des besoins de chauffage.

Impacts envisagés

La solution permettrait de valider la pertinence du dispositif pour la communiquer aux politiques urbaines.

Les concepteurs et urbanistes pourraient s'emparer de la solution de la double peau pour faire une amélioration continue (alignement, délaissé urbain, etc.).

D'un autre côté, le script de conversion des données de MétéoFrance en EPW pourrait être mis en œuvre dans les logiciels réglementaires de simulation thermique.

Une révision des indicateurs utilisés par les thermiciens serait également envisageable et nécessaire pour l'adaptation des logements au climat futur.

Ressources

Dépôt de code : https://gitlab.com/paulmarthelotgeosophy/hackaton-defi-1-sujet-architecture

Dépôt de code secondaire pour la présentation : https://gitlab.com/Pav10vC/hackaton-defi-1-sujet-architecture-visualisation-des-donnees

Site du projet de la villa COB (Magnabal Architecte) : https://magnabal.com/portfolio/villa-cob/

Jeu de données utilisé :

https://console.object.files.data.gouv.fr/browser/meteofrance-drias/SocleM-Climat-2025%2FRCM%2FEURO-CORDEX%2FEUR-12%2FCNRM-ESM2-1%2Fr14i1p1f2%2FCNRM-ALADIN64E1%2Fssp370%2Fday%2F

Retours consolidés sur les données exploitées

La difficulté principale de ce sujet a été l'impossibilité d'avoir accès à des données de Météo France vis-à-vis de la température, rayonnement (et force du vent) au pas horaire.

En effet, cela est plus adapté pour les logiciels de simulation thermique du bâtiment (et par extension, aux équipements de chauffage et de climatisation).

De ce fait, nous manquons de résultats sur les variables de lieux et de temps pour pouvoir confirmer la pertinence du dispositif.

Remerciements

Anaïs Magnabal, Pablo Nastar, Paul Marthelot

Et bien sûr, toute l'équipe du hackathon de MétéoFrance