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Le bilan énergétique urbain

I. 4.1.3.1 L’albédo des surfaces

I.5.1 Les formes compactes

Les formes urbaines compactes caractérisent les anciens centres-villes, notamment dans les villes européennes. Ces centres-villes sont souvent très denses et se présentent comme une concentration importante de bâtis sur un rayon urbain dense. Suivant leur morphologie, on distingue : l’îlot traditionnel et l’îlot haussmannien.

I.5.1.1 L'îlot traditionnel

Selon Panerai et al., (1997), l’îlot traditionnel se présente généralement sous la forme d'un carré, composé de parcelles de surfaces inégales et souvent petites : "l'îlot traditionnel se présente sous la forme d'un quadrilatère. Il est lié directement à la rue" (Figure I. 26 à droite). Les bâtiments de l'îlot sont alignés en fonction de la rue et comportent diverses fonctions d'échanges commerciaux. Le cœur d'îlot est caché de la rue par la continuité des façades (Figure I. 26 à gauche) et la liaison se fait par l'intermédiaire de petits porches. Ces porches desservent des équipements éducatifs et administratifs aménagés dans la partie intérieure de l'îlot. Dans l'îlot traditionnel, les façades principales sont traitées différemment des façades intérieures. Elles sont plus ornementées et percées de fenêtres côté rue et fermées et moins embellies côté cour intérieure :

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"L'îlot traditionnel est un ensemble de parcelles délimitées par les rues, isolé, et se caractérise par la continuité de son épiderme et l'opposition de ses faces (externe : sur la rue, interne : vers le cœur)".

Notons aussi que, l'îlot traditionnel constitue un très bon exemple de forme urbaine favorisant la mixité sociale et fonctionnelle, par la variété de la population (riche et pauvre) qui l’habite et aussi par sa multifonctionnalité (commerce, école et fonction administrative) : "c'est un lieu d'échange régit par la mixité".

Figure I. 26 A gauche : Alignement des façades de l'îlot traditionnel sur la rue. A droite: Forme en carré d'un îlot traditionnel, rue de Lille à Paris.

I.5.1.2 L'îlot haussmannien

L'îlot haussmannien se réfère au nom du baron Haussmann, ancien préfet de la ville de Paris. Ses travaux ont consisté à faire de grandes percées mécanique appelées "percées Haussmanniennes" dans le tissu urbain de la ville de Paris (Figure I. 27 à gauche). Le but de cette opération consistait à assainir les habitats insalubres, pour les transformer en habitats pour la bourgeoisie et à réaliser une profonde mutation, qui consistait à transférer la population ouvrière du centre vers la périphérie de la ville7. Morphologiquement, ces percées ont donné naissance à de nouvelles mailles urbaines alignées toujours sur la rue et présentant souvent des formes triangulaires compactes appelées : îlot haussmannien (Figure I. 27 à droite). Ce dernier est le fruit d'un découpage souvent en diagonale de l'îlot traditionnel existant, donnant ainsi naissance à des îlots, de tailles petites et variables : "Le passage de ces percées ne se faisait pas toujours dans la même direction de l'îlot traditionnel, qui dans ce cas-là se trouve divisé diagonalement en deux parties ce qui a perturbé le tissu de la ville ancienne et a favorisé la naissance de l'îlot triangulaire appelé îlot Haussmannien"(Panerai et al., 1997).

7La ville de Paris était une ville ouvrière; elle comptait 400 000 ouvriers dans une population évaluée à un million d'habitants Panerai et al., (1997).

51 Par ailleurs, le découpage diagonal de l'îlot traditionnel a provoqué un bouleversement spatial de son cœur d'îlot qui a trouvé sa superficie rétrécie, engendrant la migration de ces fonctions intérieures. Cette nouvelle situation a provoqué une répartition des fonctions et a favorisé l'apparition de l'îlot école, l'îlot équipement et l'îlot bâtiment : "il ne fonctionne plus comme avant, sa forme triangulaire met en évidence la périphérie au détriment du cœur de l'îlot qui dans ce cas-là n'a plus la même importance" (Panerai et al., 1997).

Nouvel alignement des rues

Immeubles expropriés en 1876

Figure I. 27 A gauche : plan de l'avenue de l'Opéra avec l'indication des nouveaux alignements et des terrains expropriés selon la loi de 1850 (Benevolo, 1995). A droite : Vue de dessus sur un îlot

haussmannien à Paris.

I.5.1.3 L'influence des formes compactes sur le confort extérieur

Un tissu urbain compact est généralement étroit et profond. Il empêche les rayons solaires d’atteindre les espaces publics (rues, places ou cours intérieures) et génère des ombres qui participent à augmenter le confort de ces espaces. Par ailleurs, par temps stable et en période chaude, ces espaces favorisent le phénomène du piégeage radiatif augmentant ainsi les températures de surface et de l'air et le risque d'inconfort. Ce piégeage radiatif est dû aux multi-réflexions des rayons solaires par les surfaces urbaines (Terjung et Louie, 1973 ; Hunter et al., 1991), à la réduction de l’albédo et à la diminution du facteur de vue du ciel (Oke, 1981). La recherche menée par Hénon, (2008) pour mesurer le flux de chaleur sensible sur un fragment urbain en forme d'îlot traditionnel du centre-ville de Marseille a montré que, pendant la journée, l'énergie transférée des toitures vers l'atmosphère représente 49 % de la chaleur sensible totale. Les façades ne contribuent qu'à hauteur de 39 %, les cours intérieures de 5 % et les rues de 7 %. Ces résultats montrent que le piégeage de la chaleur est amplifié dans les rues et les cours intérieures.

Néanmoins, ce piégeage peut être diminué par la ventilation naturelle. En effet, la forme des rues en canyon continu et profond dans les centres-villes historiques favorise l'effet aérodynamique de canalisation et ainsi le renouvellement d'air. Ce renouvellement est optimisé lorsque le vent est parallèle à l'axe des rues et qu'il a une vitesse suffisamment élevée pour créer un effet de

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canalisation. Une étude numérique menée par Kofoed et Fleisher, (2005) a été effectuée pour évaluer la ventilation d'une place intérieure entourée d'immeubles de formes compactes. Dans cette étude, la topographie des lieux environnants a été incluse dans le modèle CFD pour prendre en compte les effets des structures urbaines voisines caractérisées par une hauteur de 18 m (Figure I. 28). Les résultats de cette étude ont montré que la vitesse de l’écoulement diminue et devient plus turbulente à l'intérieur de la place lorsque la direction du vent s’écarte de l’orientation principale des rues. Par ailleurs, Kofoed et Fleisher (2005) ont mentionné aussi le rôle important de la taille de la place et des dimensions des bâtiments avoisinants sur l'écoulement du vent. En effet, plus la taille de la place est grande, plus l'intensité du vent augmente et plus les bâtiments sont hauts, plus le vent est turbulent.

Figure I. 28 Représentation graphique du modèle CFD avec les directions du vent (0°, 15°,30°, 45°). Le square est situé au centre du modèle et entouré par un voisinage suburbain modélisé par des blocs de 18

m de haut (Kofoed et Fleisher, 2005).