Différence de températures selon la position des surfaces dans la maquette. 149

dans la maquette

L’évolution diurne de la température de surface pour la rue AB et la rue BC pendant la pé-riode de calibration est illustrée par la figure 82, les boîtes représentent le quartile inférieur et supérieur des données nettoyées des périodes de pluie et de condensation. Les moustaches de part et d’autres de la boîte montrent l’étendue de la variation de la température des facettes durant la période observée. La ligne centrale à la boite représente la valeur médiane qui est reportée en chiffres au dessus des illustrations et l’étoile dans les boîtes marquent la valeur moyenne du jeu de données traité.

Figure 82 : Comparaison de l'évolution de la température de surface dans la rue AB et BC lors de la période diurne de la phase de calibration

• il y a moins de 0,5°C d’écart entre les valeurs médianes des facettes hautes et basses pour les 2 rues (TmoyenneAB supérieure)

• les valeurs maximales sont égales pour les facettes hautes et environ 1,0°C plus éle-vées pour les facettes moyennes et basses de la rue BC

La chaussée proche de la façade ouest des 2 rues ont des moyennes semblables (AB+0,5°C) et AB est plus élevée de 1,2°C pour la valeur maximale. Pour les facettes de la façade ouest :

• la température maximale est plus élevée pour la rue BC de 1°C pour la facette basse et jusqu’à 3,5°C pour la partie haute

• les températures moyennes et les valeurs médianes sont semblables (∆Tmoy(AB-BC) < - 0,6°C).

Donc la rue AB est plus chaude le matin (face Est) et plus fraîche dans l’après midi (face Ouest). Les différences de températures entre les rues BC et CD sont encore moins marquées. Le panel des températures de surface nocturnes des mêmes facettes est illustrée dans la figure 83 pour les rues BC et CD.

Figure 83 : Comparaison de l'évolution de la température de surface dans la rue AB et BC lors de la période nocturne de la phase de calibration

Il est intéressant de remarquer l’effet canyon durant la nuit, les facettes basses et la chaussée conservent des températures plus hautes que les facettes plus élevées des façades durant la nuit. Les températures minimales sont équivalentes. La figure 86 compare l’occurrence de la différence des températures de surface entre :

• La rue canyon BC et la rue témoin (AB) et • La rue canyon CD et la rue témoin

Pour les 3 facettes de la façade ouest en fréquences cumulées pour les périodes diurne pendant la phase de « calibration ».

Figure 84 : Différence de température de surfaces des 3 facettes ouest constituant les parois verticales des canyons BC et CD avec le canyon AB sur la période diurne de calibration en fréquence cumulées

Pendant la période diurne, la température des surfaces en façade ouest pour les rues BC et CD comparée celles de la rue AB est, pour les facettes hautes :

• plus chaude de 0 à 3-3,5°C pendant 70% du temps

• plus fraîche de 0 à 2°C pendant 28% du temps et de 2 à 4,5°C pendant 2% Pour les facettes centrales :

• plus chaude de 0 à 1°C pendant 70% du temps, et de 1-2°C pendant 5% • plus fraîche de 0 à 0,5°C pendant 20% du temps et de 0,5 à 2°C pendant 5%

Pour les facettes basses :

• plus chaude de 0 à 1,5°C pendant 70% du temps

• plus fraîche de 0 à 1°C pendant 30% du temps pour CD • plus fraîche de 0 à 1°C pendant 29% du temps pour BC

• plus fraîche de 1 à 3°C pendant 1% ce qui correspond une différence de montage du thermocouple (phénomène à 18h30 les après midis-ensoleillé)

C’est en partie haute de la façade que les rues BC et CD se différencient le plus (BC plus chaude ~0,5°C pendant la journée).

Les fréquences d’occurrence nocturnes sont cumulées en ordre inverse pour mettre en valeur la valeur minimale de température atteinte, repérée par le segment vertical jusqu’à l’axe des abscisses (Figure 85). On peut voir que la différence de températures nocturnes dans les ca-nyons BC et CD par rapport à la rue témoin ont un comportement identiques.

Figure 85 : Différence de température de surfaces des 3 facettes ouest constituant les parois verticales des canyons BC et CD avec le canyon AB sur la période nocturne de calibration en fréquence cumulées

Les facettes hautes présentent toujours 0 à 1,5°C de moins que la rue de référence, alors que les températures des facettes centrales sont majoritairement plus fortes (jusqu’à +0,7°C pour 80% du temps). La différence de température des facettes basses par rapport à la rue AB fluc-tue à 60/40% entre +0,5 et – 0,5°C. La température maximum atteinte par les façades ouest

s’élève à 60°C pour la rue BC, 59,6 pour la rue CD et 56,4°C pour la rue AB, pour les façades est, on recense 50,2°C pour la rue AB, 47,7°C pour la rue BC et 51°C pour la rue CD.

Le comportement diurne des facettes pour les façades est des rues BC et CD (Figure 86) est un peu plus différencié, la différence de température de surface moyenne avec la rue témoin (AB) pour la période de calibration (4527 mesures) :

• Une façade est BC plus fraîche de moins de 0,6°C en moyenne • Une façade est CD quasiment identique en moyenne

.

Figure 86 : Différence de température de surfaces des 3 facettes est constituant les parois ver-ticales des rues BC et CD avec le canyon AB sur la période diurne en fréquences cumulées

Le détail par facette est donné dans le tableau suivant selon le pourcentage de mesures effec-tuées où la rue étudiée est plus ou moins chaude que la rue témoin, et les bornes de températu-res entre lesquelles la température de surface évolue :

Tableau 7 : Répartition des températures de surface des façades Est des rues BC et CD par rapport à AB pour 2 mois de mesures

Rue BC (/témoin) Rue CD (/témoin) Remarques

Facette Période + chaude Période + froide Période + chaude Période + froide Période + Chaude pour BC Haute 55% / 0-2,2°C 45% / 0-1,8°C 27% / 0-1°C 73% / 0-2°C - Centrale 43% / 0-3°C 55% / 0-2,1°C 27% / 0-1°C 73% / 0-2°C ^{2% / 3 - 5,5°C} (erreur montage) basse 43% / 0-3°C 55% / 0-2,1°C 30% / 0-2°C 70% / 0-2°C ^{2% / 3 - 5°C} (erreur montage)

Les températures de surface de la rue CD restent plus longtemps plus fraîches que celles des 2 autres rues. Les températures de la façade Est de la rue témoin (AB) sont plus élevées que cel-les des autres rues en fin d’après-midi. En effet, à ce moment là, la façade ouest du bâtiment A est la seule surface à ne pas profiter de l’ombre portée de la géométrie canyon, et entraîne une surchauffe de l’enveloppe par rapport aux autres bâtiments. Les périodes plus chaudes énoncées en remarques dans le tableau sont dues à un décalage de quelques centimètres du point de mesure du thermocouple d’une rue par rapport à l’autre. La différence de température entre BC et AB est forte à 9h30 (facette centrale) et à 10h30 (facette basse) à l’est.

Pendant la période nocturne, les différences enregistrées entre les trois canyons sont faibles, La température de surface des façades des rues BC et CD est constamment plus fraîche que celle de la rue témoin de 0 à 1,5°C. En moyenne, la température dans la rue BC est plus éle-vée de 0,5°C que pour la rue CD ce qui n’est pas significatif.

3.4.3. Influence sur les températures d’air de l’environnement bâti

Les températures de l’air circulant aux abords de la scène urbaine permettent d’apprécier l’effet de confinement « urbain » créé par l’environnement bâti. L’air circulant au dessus du bâtiment D présente la température la plus faible durant la nuit, on peut supposer que ce phé-nomène est uniquement dû à la mise en œuvre ou à l’étalonnage. Les températures d’air me-surées dans les tubes de protection sont relativement homogènes au dessus des toitures. La

figure 87 présente la densité de probabilité d’occurrence de la température d’air circulant au dessus des 4 toitures pour la période nocturne.

Figure 87 : Fréquences cumulées de température nocturne d'air en toiture des 4 bâtiments pendant 40 jours lors de la phase de calibration

La mise en œuvre des capteurs de température d’air sur la scène urbaine s’est avérée délicate. La différence de température nocturne mesurée entre les 4 capteurs est inférieure à 0.25°C. Celle-ci est faible et peut provenir du positionnement des thermocouples à l’intérieur de leurs tubes de protection radiative mais aussi à la configuration des rues par rapport aux écoule-ments d’air. La figure 88, quant à elle, montre cette occurrence de température en période diurne, à partir de 20°C les valeurs correspondantes à un même pourcentage d’occurrence pour les 4 températures d’air mesurées sont espacées de 2°C au maximum.

Figure 88 : Fréquences cumulées des températures d'air en toiture de 4 bâtiments pendant 40 jours lors de la période diurne de la phase de calibration

La moyenne des températures diurnes de l’air en toiture est pratiquement égale avec 25,2°C pour le bâtiment A, 25,7 pour le B, et 25,4°C pour le D en revanche le bâtiment C avec 24,8°C se situe 1°C en dessous des autres. Lors du jour le plus chaud, sa valeur maximale est 3,5°C plus faible que les autres. D’après la simulation solaire effectuée, les toitures C et D ab-sorbent légèrement moins de calorie que les toitures A et B, néanmoins les différences des températures de surface mesurées en toiture n’expliquent pas cette différence (inférieures à 0,3°C). Ceci doit être dû à l’installation du thermocouple.

La figure 89 montre la différence de température d’air à l’intérieur des canyons, au centre des façades entre les canyons BC et CD par rapport à la rue témoin (AB) pour l’ensemble de la période diurne. Une observation préalable des valeurs prises par la température de l’air pour les 6 thermocouples situés à l’est et à l’ouest dans les trois rues montre une variation allant de 10 à 37,5°C et de 10 à 43°C respectivement. De plus la température d’air mesurée à l’ouest de la rue AB présente une valeur plus élevée de 0,5 à 3°C pendant toute la période. La valeur des températures étant particulièrement élevée, on peut supposer que les thermocouples sont si-tués dans la couche limite verticale.

Figure 89: Comparaison des différences de température d'air à l'est et à l'ouest du canyon en milieu de façade entre les canyons BC et CD par rapport à la rue AB en fréquences cumulées

A la différence des résultats enregistrés au cours du suivi des températures de surfaces, l’air circulant à l’est des rues BC et CD est durablement plus chaud (60 et 90% du temps) que dans la rue témoin et ce jusqu’à 2,5°C pour sa valeur maximale. A l’ouest, on observe une tempé-rature constamment plus fraiche par rapport à la rue témoin, allant jusqu’à 5°C de différence pour la rue BC et 4,4°C pour la rue CD. Les températures d’air aux abords des facettes plus basses mesurées sur la façade est sont quant à elles jusqu’à 2°C plus basses dans les canyons centraux que dans la rue témoin. La différence est/ouest s’explique par les températures de surfaces obtenues à l’ouest plus importantes qu’à l’est avec des différences maximales allant de 5 à 10°C (Figure 82). Ces remarques confirment que le bâti situé à l’est de la scène urbaine réduite est plus chaud le matin (BC et CD), alors que l’ouest atteint les maximums en fin d’après midi (rue AB).

Les mesures données par les trois thermocouples situés au niveau de la chaussée est dans l’axe nord/sud de la rue BC ont montré des températures très semblables, avec moins d’1°C plus faibles pour les extrémités. Cette différence est sans doute due au plus grand brassage d’air aux extrémités de la rue.