Au niveau du bâtiment, la recherche visant le contrôle des contraintes du milieu climatique au moyen des ressources de l'architecte connait actuellement un développement important, et peu à peu, une partie de l'acquis est transposé à la pratique des architectes. On peut s'étonner qu'il n'en soit pas de môme au niveau de l'aménagement des espaces extérieurs urbains, où les paramètres climatiques et énergétiques restent la plupart du temps absents.
(1) MILLER-CHAGAS P. et PAUL P. - "Configurations urbaines : apports
énergétiques et microclimats". Etude des espaces extérieurs
de trois ensembles à Strasbourg. Strasbourg 1980. Rapport de synthèse du contrat de recherche Plan Construction - Arias.
Or, l'intégration des données climatiques et énergétiques à la concep tion de l'habitat urbain demande la connaissance préalable :
- du climat local et des modifications qui lui sont apportées par le milieu construit, de l'échelle de l'agglomération à celle du quartier, de l'ilôt urbain, de la rue et de l'environnement immédiat des édifices ;
- de l'incidence des paramètres architecturaux sur le contrôle des aspects qualitatifs et quantitatifs de ces phénomènes au niveau des espaces internes, externes et de transition des bâtiments.
Schématiquement, on peut considérer, qu'entre ces connaissances, les premières sont spécifiques à la climatologie et nécessaires pour que les secondes, propres à la recherche architecturale, puissent se développer.
La climatologie nous montre les mécanismes du phénomène "ilôt de chaleur urbain", en mettant en relation la ville, considérée comme un tout et la campagne environnante .
A l'échelle des groupes de bâtiments, les études les plus pertinentes du point de vue de l'application au projet urbain ont été consacrées au rapport entre la configuration du bâti et les phénomènes aérodynami ques du vent sur le piéton (l). Les résultats de ces recherches, basées sur la simulation en soufflerie, sont d'autant plus suffisants pour caractériser les conditions ambiantes extérieures, du point de vue de l'occupant, que le paramètre vent présente déjà à l'echelle locale des valeurs de vitesse élevée.
Par contre, on connait peu les relations entre la configuration du milieu bâti, le climat et la distribution des apports énergétiques dans les espaces extérieurs qu'il engendre. Le problème est évidemment complexe. En situation réelle, les modes de groupement des bâtiments ne se trouvent pas isolés d'autres caractéristiques, soit du site (topographie, végétation, nature de la surface du sol, proximité de plans ou de cours d'eau...), soit des bâtiments eux-mêmes (nature des surfaces, disposition par rapport au soleil et au vent...), ce qui tend à particulariser l'étude de ces espaces et peut-etre
pour cela cette échelle présente-t-elle moins d'interet pour des
approches purement climatiques (2).
(1) En France, recherches effectuées par le CSTB (Centre Scientifique et Technique du bâtiment) de NANTES par l'équipe dirigée par GANDEMER en collaboration avec des architectes.
(2) Les études de climatologie sur les milieux extérieurs urbains sont peu fréquenteset ont principalement pour objet la description
des variations d'un paramètre climatique à cette échelle a
température surtout). Malheureusement, une partie de ces travaux reste inopérante pour une application en architecture, par manque
d'informations suffisantes caractérisant le milieu cons rui
En situant notre étude à cette échelle, nous l'abordons du point de vue de l'architecte qui cherche à connaître d'une part, l'incidence du milieu bâti sur le climat des espaces extérieurs urbains, et, d'autre part, compte-tenu de leur destination, les moyens de contrôle de ses variables par l'aménagement de l'espace.
Le manque de connaissance systématisée reliant la configuration
du bâti aux données du milieu ambiant à proximité des constructions (climat + énergie), est à la base des difficultés rencontrées pour passer directement à la recherche proprement architecturale, cela nous a ammené pour le cas de cette étude, à développer des aspects relevant de la climatologie, mais dont le traitement est orienté vers les applications en architecture et en urbanisme.
L'étude de la distribution des apports solaires en milieu urbain nous intéresse à deux niveaux :
- celui des espaces extérieurs, en vue de l'intégration des données énergétiques dans le projet urbain ;
- celui des gains énergétiques pour les bâtiments.
L'intégration des apports solaires à l'aménagement des espaces exté rieurs peut être considérée sous des angles différents.
En premier lieu, celui de l'usage (lieux de séjour, de passage, de jeux, etc...), quand la disposition et l'affectation des espaces extérieurs peuvent tenir compte des apports souhaités et prévisibles selon la saison. Sous cet aspect, le rayonnement solaire est considéré plutôt en tant que facteur conditionnant le micro-climat. En second lieu, on peut aussi admettre l'hypothèse que des espaces extérieurs, d'après leur forme, leurs dimensions et leur exposition, puissent aussi jouer un rôle énergétique par rapport aux bâtiments qui les délimitent, en modulant leurs déperditions et leurs gains de chaleur. A l'heure actuelle, l'utilisation de l'énergie solaire dans les bâtiments passe par le traitement des valeurs du rayonnement global reçu sur un plan horizontal et repéré dans les stations météorologi ques locales, en données du rayonnement incident selon la position et l'orientation des parois. Les résultats obtenus restent directement transposables pour des conditions d'expositions similaires : sites dégagés avec les mêmes conditions atmosphériques. En milieu urbain, ces conditions ne se reproduisent pas car, d'une part, on peut supposer que l'effet de chaleur urbain et les pollutions réduisent le rayonnement incident ; d'autre part, l'albédo et l'effet de masque des obstacles environnants ont un rôle à jouer dans la distribution de ces apports. La connaissance des variations des apports solaires entre la station météorologique locale, la ville et des ilôts urbains devrait favoriser une approche plus fine des gains solaires pour les bâtiments.