Alliant données spatiales et sémantiques, les maquettes numériques de ville offrent un excellent support au calcul des besoins de chauffage et de froid des bâtiments à l'échelle urbaine, donnant une estimation par bâtiment bien plus fiable et réaliste que la méthode traditionnelle basée sur les cartes 2D-SIG.
Besoins spécifiques de chaleur dans un quartier de Ludwigburg - source : HfT Stuttgart
Ils permettent en particulier de calculer individuellement les orientation des facades et volumes de chaque bâtiment, informations essentielles pour la modélisation thermique des bâtiments. Les données collectées sur la construction des fassades, toit et fenêtre, ainsi que sur l'usage du bâtiment peuvent y être stockées, via le modèle d'information urbain CityGML Energy ADE. Les données manquantes sont quant à elle généralement estimées en fonction du type et de l'âge du bâtiment, via des librairies spécialisées.
L'incertitude sur l'estimation des besoins de chaleur des bâtiment dépend directement de la qualités des informations collectées. Une étude comparant simulation et mesures de consommation de chaleur a révélé des déviations de l'ordre de 20% ou moins lorsque des données sémantiques riches étaient collectées, et au-delà de 30% sinon.
Au delà du simple fait de modéliser l'état thermique existant des bâtiments, cette méthodologie permet aussi de prédire les économies d'énergie liées à des opération de rénovation à l'échelle urbaine, que ce soit à l'échelle du quartier, de la ville, voire de la région.
Prérequis : Maquette numérique de ville (LoD1 ou LoD2 généralement), fonction et âge de chaque bâtiment, opération de rénovation énergétique, bâtiments vacants.
Initiatives & liens
SIMSTADT, Plateforme de simulation énergétique urbaine
- Quelques applications pour des quartiers de Karlsruhe, Ludwigsburg et Rotterdam, entre 200 et 1000 bâtiments.
- Estimation des besoins de chaleur, émission CO2 et scénarios de rénovation de ~1000 bâtiments du quartier Bospolder de Rotterdam (Rapport), dans le cadre du projet Européen Music.
- Contacts : Romain Nouvel, Volker Coors (HFT Stuttgart).
Plan Énergie Climat Territoire du Comté de Ludwigsburg
- Klimaschutzkonzept (Plan Énergie Climat Territoire) des 32 communes du Comté de Ludwigsburg (500.000 habitants)
- Partenaires : HFT Stuttgart, Drees & Sommer, Landkreis Ludwigsburg
- Contacts : Volker Coors, Romain Nouvel (HFT Stuttgart).
"Citywide urban building energy model" de Boston
- Estimation des demandes horaires de gaz et électricité de chacun des 100.000 bâtiments de la ville de Boston
- Contacts : Christoph Reinhart, Carlos Cerezo (MIT).
Projet Sunshine
- Webportal (lien anglais, requiert une version récente de java)
- Coordinateur : Raffaele de Amicis (Fondazione Grapitech)