Alors que les villes se développent à un rythme de plus en plus rapide, les inquiétudes concernant l'augmentation du réchauffement climatique et la raréfaction des combustibles fossiles, les villes devront adopter des solutions énergétiques plus durables. Des chercheurs de l'EPFL ont développé un modèle qui peut être utilisé pour concevoir des systèmes énergétiques urbains en analysant le bâtiment non pas comme une structure autonome mais comme une pièce d'un puzzle urbain.

Jusqu'à maintenant, architectes, ingénieurs, les urbanistes et les pouvoirs publics n'ont pas pris en compte l'impact du climat urbain sur les besoins énergétiques d'un bâtiment lors de la conception des systèmes énergétiques pour les projets de rénovation et de construction. Mais grâce à un modèle développé par des chercheurs de l'EPFL, ils pourront désormais adopter une approche holistique des besoins énergétiques d'un quartier – ou d'une ville entière – afin de créer des systèmes énergétiques intégrés et plus durables. Les travaux des chercheurs ont été publiés dans Énergie appliquée .

L'évaluation des besoins énergétiques à l'échelle urbaine est la pierre angulaire du concept de pôles énergétiques. Le nouveau modèle, développé par le groupe Systèmes Urbains au sein du Laboratoire d'Energie Solaire et de Physique du Bâtiment (LESO) de l'Ecole d'Architecture de l'EPFL, Génie civil et environnemental, combine un modèle de climat urbain avec un simulateur de bâtiment et une optimisation du système énergétique. "J'ai pensé qu'il était important de pouvoir déterminer quels seraient les besoins énergétiques de tous les bâtiments d'une ville afin de créer un système énergétique pour elle, " dit Dasun Perera, qui travaille sur la conception de systèmes énergétiques. "Chaleur, le froid et le vent ont tous une influence sur les besoins énergétiques, et les bâtiments ont un impact les uns sur les autres, trop."

Pour leur projet, l'équipe LESO a choisi d'analyser des villes sous des climats très différents :la Suisse et la Palestine. « En un seul endroit, la demande de chauffage est élevée, tandis que dans l'autre, il y a un plus grand besoin de climatisation. Mais tout va changer, " explique Dasaraden Mauree, qui a également participé à une étude connexe publiée dans Sustainability, MDPI. Pour cette étude, Mauree a analysé le campus de l'EPFL comme s'il s'agissait d'une ville suisse à part entière. Il a exécuté divers scénarios sur une période de près d'un siècle, afin de comprendre quel sera l'impact du changement climatique dans les années 2039, 2069 et 2099. "Les gens ne pensent pas nécessairement si loin, c'est pourtant essentiel lorsque nous rénovons et construisons des bâtiments répondant à la norme d'efficacité énergétique Minergie P. » Dans un siècle, Le climat de la Suisse sera beaucoup plus méditerranéen, donc la demande de climatisation va augmenter.

Les chercheurs ont montré comment les bâtiments peuvent influencer l'intégration énergétique et ont prouvé que l'optimisation énergétique au niveau du quartier ou de la communauté est plus rentable que l'optimisation de la consommation énergétique d'un seul bâtiment. Aller de l'avant, urbanisation rapide, la construction de plus en plus dense et l'impact du changement climatique devront tous être pris en compte dans toute solution à ce défi. « Les climats urbains extrêmes jouent un rôle majeur dans les besoins énergétiques. Si l'on ne tient pas compte de l'environnement et du microclimat des villes, votre système énergétique tombera en panne, et vous serez très probablement bien en deçà de vos attentes, " dit Perera.