En ville, le vent peut être une menace pour les infrastructures et objets urbains, ainsi que pour le confort des piétons. D'un autre côté, une bonne circulation de l'air dissipera plus rapidement les polluants et aura un rôle rafraichissant sur les piétons et les bâtiments en été.
Les études aérauliques à l’échelle urbaine basées sur des maquettes numériques de ville permettent de prédire la circulation de l'air pour des conditions météorologiques données. Elles utilisent généralement des modèles pronostiques qui calculent avec une très bonne résolution les paramètres direction et vitesse des vents, turbulence, pression, température et humidité dans le champ tridimensionnel. Ces modèles sont particulièrement bien adaptés à des zones de fortes turbulences comme les zones urbaines, ils permettent d’estimer la turbulence aussi bien mécanique que thermique, ce qui permet de savoir si le champ de vent doit contourner un obstacle ou passer par dessus [Maignant, 2007].
Essentielles pour le développement de larges zones urbaines avec de hauts bâtiments et infrastructures, ces études permettent de prédire et maitriser le confort des piétons, en vérifiant l'incidence des vents sur les espaces libres et en identifiant les formes de bâtiments génératrices de phénomènes d’accélération. Parallèlement, il est possible d'utiliser le pouvoir naturel de rafraîchissement des vents dans certaines zones en proie aux phénomènes de canicules l'été, en créant des microclimats en jouant sur les formes urbaines et architecturales.
La circulation de l'air et la morphologie urbaine ont toutes deux une influence directe sur la qualité de l'air, créant des différenciations spatiales en matière de pollution, et ceci dans l’espace tridimensionnel. Des études aérauliques permettront de simuler la distribution et concentration des polluants dûs à différentes sources d'émissions intra-urbaines (e.g. transport, industrie) et de prédire les phénomènes de persistance/dissipation de smogs de particules fines qui en résultent.
Prérequis: Maquette numérique de ville (LoD1 suffit), données météorologiques locales, sources de polluants pour des études de qualité de l'air.