Investigation paramétrique des effets de la forme urbaine sur le potentiel solaire dans les quartiers résidentiels en Algérie.

Abstract

L'industrie de la construction est devenue l'un des plus grands consommateurs d'énergie dans les pays en développement et devrait être considérée comme une cible importante pour la mise en oeuvre d'initiatives d'économie d'énergie. Adopter une stratégie solaire, notamment dans les milieux de vie urbains, peut contribuer à réduire les niveaux de consommation. La présente thèse analyse la relation entre la forme urbaine et la disponibilité de l'énergie solaire sous un climat semi-aride et des conditions environnementales de la ville de Batna (Algérie). Elle propose une méthode de génération automatique de morphologie 3D basée sur Grasshopper et un système de simulation pour évaluer l'accès solaire. Tout d'abord, des analyses morphologique et solaire de dix formes urbaines résidentielles ont été menées pour comparer et déterminer les meilleures configurations en mesurant leur performance solaire. Quatre indicateurs de performance solaire ont été évalués (i) Indice du photovoltaïque intégré au bâtiment (BIPVi), (ii) Indice de collecteur solaire actif (ASCi), (iii) Indice solaire passif pour le chauffage (PSI_heating) et (vi)Indice solaire passif pour le refroidissement (PSI_cooling). Des technologies solaires appropriées sont ensuite définies pour chaque configuration urbaine étudiée dans ce contexte. Enfin, une enquête statistique a permis de déterminer quel paramètre morphologique avait le plus d'impact sur la disponibilité de l'énergie solaire. Les résultats ont montré que les façades sont plus sensibles aux changements saisonniers que les toits. De plus, dans le contexte étudié, les capteurs solaires thermiques apparaissent comme la technologie solaire la plus performante. Les résultats de l'analyse de corrélation et de régression ont montré que la hauteur moyenne du bâtiment, le volume area ratio, le floor area ratio présentaient de fortes corrélations linéaires avec les indicateurs de performance solaire calculés. Ce document présente également un contexte théorique sur les outils, techniques, méthodes et recommandations liés au sujet de recherche.