Le rapport bâti et non bâti :

Le rapport bâti et non bâti exprime la densité brute* d’un tissu urbain, une portion de celui-ci (quartier) ou bien d’un autre sens la densité des constructions. Ce rapport se varie d’une région à une autre dût à la variation de plusieurs facteurs : climatique, géographique, socioéconomique, mythique…

Plusieurs études ont cerné le sujet ; le rapport bâti et non bâti dans une échelle grandiose ou plus réduite peut s’effectuer en deux domaines distincts selon Nouibet :

 Un domaine bâti : qui constitue le cadre bâti pur du tissu (constructions en toute sa diversité)

 Un domaine non bâti : qui englobe le système viaire, les tracés, et les espaces dites ouvertes (voire espace public et semi-public), ce rapport nous pouvons le nuancer sous un filtre constituant des éléments naturels ou artificiels, qui sont :

Figure 5.14 Plan du ksar de Ghardaïa, et des vues sur des ruelles mozabites Source : Auteur, Janvier 2012.

Echantillonnage

* Voir le chapitre 1.

138 A. La topographie du site : cette dernière montre une grande influence dont la typologie de

constructions (Habitation troglodytes) B. La végétation : La palmeraie par exemple.

C. La morphologie de la ville : on se concentre ici dans la masse totale de la forme urbaine et s’en réfère de la Médina maghrébine et les ksours.

 Dans se cadre une étude a été mené à Sidi Okba (Benadji A. 1999), afin de mesurer les effets microclimatiques (températures ambiantes) au niveau des espaces urbains découverts. L’expérience était portée dans trois échantillons différents ont un rapport distinct entre bâti/non bâti : important, moyen, faible.

Interprétations :

La lecture des graphiques de l’évolution des températures de l’air et des températures radiantes, fournis dans cette étude, pendant une journée d’été, montrent que :

 1^er cas : L’écart absolu de la température mesurée dans le premier point par rapport aux données de la station météorologique est le plus moins important vu les autres cas. Un écart de 0,8°C pour la température de l’air et de 2°C pour la température radiante.

 2eme cas : Un écart plus important, de 1,2°C pour la température de l’air, et 5,5°C pour la température radiante.

Plan du 1^er : rapport B/NB important Plan du 2eme cas : rapport B/NB moyen

Plan du 3eme cas : rapport B/NB faible

Figure 5.15 Représentation schématique des plans d’espaces urbains étudiés

micro-climatiquement.

Source : Hamel K., 2005

139

3.2. Est-ce la compacité urbaine a de l’influence sur le bilan thermique (températures) ? La compacité est un paramètre eulérien simple mais composite (Hamel K., 2005). C’est un bon outil d’analyse qui fournit, sur l’espace urbain des informations significatives mais qui fournit surtout un outil de comparaison avec des références urbaines connues. Afin de déterminer le niveau de compacité pour le présent propos, nous retenons un ratio appelé coefficient de forme (S/V) et qui est le rapport de la surface d’enveloppe à son volume.

L'indicateur de compacité évalue la surface de l'enveloppe extérieure d'un bâtiment qui est exposée aux effets climatiques extérieurs. Cependant il faut avoir calculé deux indicateurs pour la caractériser : la compacité utile et la compacité nette (Tsoka, 2011). L'indicateur de compacité utile, Cut, exprime la valeur de la surface d'échange de l'enveloppe des bâtiments rapportée au m² de plancher. Il peut prendre des valeurs comprises entre 0.5 et 1.3 pour des configurations courantes de bâtiments. La surface d'enveloppe est constituée des façades verticales exposées aux conditions extérieures. Plus Cut est faible, plus les constructions sont compactes et donc moins elles subissent les effets externes. Le coefficient de compacité nette est défini comme la somme pour un tissu urbain du coefficient de compacité des bâtiments. Il correspond au rapport entre la surface d'enveloppe extérieure non contigüe du bâtiment, et son volume élevée à la puissance 2/3.

En effet la surface d’enveloppe est proportionnelle aux taux des échanges thermiques dans le milieu urbain. La diminution de la surface d’enveloppe implique une réduction des gains et des pertes calorifiques. L’altération de stockage et de diffusion de chaleur limite le réchauffement, du fait que les gains solaires sont limités, à cause de l’atténuation de la surface exposée. Limiter le réchauffement à l’échelle de l’enveloppe, a des répercussions favorables sur le microclimat de la ville en milieu arides. L’illustration qui suit, présente les gains et les déperditions thermiques, en été et en hiver, pour différentes formes d’enveloppe, à différents niveaux de compacité.

Pour cela, on remarque que le cas de l’enveloppe bâti en forme de plot compacte, à patio ou cour centrale, constitue le cas le plus optimal du point de vue de réduction de gains thermiques en été, et de perte calorifiques en hiver ; ceci pour le cas d’un climat chaud et sec (Hamel K, 2005).

L’inertie thermique qui doit son rapport à la structure constitutive de la bâtisse, fait un lien très étroit à celui de la compacité urbaine. Plus la forme est inerte et épaisse plus elle est compacte et mieux protégée des perturbations climatiques extérieures.

140 3.3. Impacts sur le milieu aérologique :

Comme nous l’avons déjà abordé, la forme, la taille, la disposition ou bien l’orientation de la forme urbaine, influe considérablement sur le milieu aérologique dans des diverses formes.

Voir les bâtiments isolés hauts, ou les grands ensembles changent le rythme de l’écoulement d’air, par une augmentation de la vitesse d’air au niveau des coins, et la création de l’effet de venturi du par la convergence des bâtiments au sens de l’air.

 La variation trop rapide du profil d’un bâtiment provoque ce qu’on appelle un décollement de l’air de l’obstacle, entraînant un tourbillon.

 Le même phénomène (tourbillon) peut se produire sous le vent sur deux façades d’un édifice, et nous constatons que les tourbillons dans une façade arrière, sont souvent plus complexes que ceux d’avant.

 Nous pouvons aussi constater qu’un effet de sillage peut engendrer.

On peut indiquer que les constructions isolées et dispersées augmentent la turbulence le volume de la rugosité dont la hausse des vitesses de vents. Les endroits qui existent entre ces bâtiments (le cas d’un grand ensemble, habitat individuel) sont souvent les plus exposés aux vents, et qui peuvent devenir dangereux pour le piéton et le cycliste et parfois même pour l’automobiliste (exemple du quartier de la Défense à Paris déjà étudié), "parfois au point que des accès souterrains aux immeubles doivent être aménagés ultérieurement (ex : en Suède et Avignon). On cite même un accident mortel y imparable qui se serait produit dans une ville anglaise […]. Dans sept villes nouvelles en Grande Bretagne, des zones piétonnes au pied de grands ensembles ont dû être couverts en raison de turbulences insupportables voire dangereuses" (Frommes et al).

Figure 5.16 Schématisation du contournement d'une structure bâtie par le vent Source : Gandemer, 1981.

141 3.4. La compacité du cadre bâti dans les tissus urbains traditionnels :

Dans les tissus urbains traditionnels aux pays arabes, le rapport de la compacité (S/V) est très important, bien que ces tissus sont répartirent en trois modes selon leur typologie :

 La typologie des habitations isolées, au premier constat le tissu apparut d’une densité moyenne au niveau du plan de masse, mais le rapport de volume bâti est important par rapport aux surfaces exposées (surface non bâtie). Nous pouvons voir cette structure dans l’architecture traditionnelle du Yémen.

 Dans ce cas, les habitations sont juxtaposées comme elles peuvent être aussi introverties (organisation autour d’une cour qui n’occupe qu’une petite surface de la parcelle). Les surfaces sont moins exposées.

 Une typologie où les habitations sont excavées. Cet habitat enterré totalement ou partiellement, permet de diminuer considérablement l’échange thermique du fait de la

Figure 5.17 Habitations isolées, en revanche un rapport V/S important, à la ville Sanaa Yémen Source : http://www.adentribune.com

Figure 5.18 Typologie des habitations accolées à Ghardaïa Source : Encarta 2010

142 réduction importante de la surface exposée, ainsi que de la forte inertie thermique que présente la terre.

3.5. Quelle est la forme élémentaire de l’organisation spatiale ? Vers l’introversion : Du moment que la ventilation, l’éclairage et l’ensoleillement sont assurés par les cours et les patios, les regroupements de maisons à patio, réduisent les distances séparatives entre immeubles au maximum possible. Par le biais de « l’introversion ²⁵ » l’ouverture des façades serait presque inutile. De ce fait, une atténuation des gains et déperditions calorifiques et l’amortissement de l’irradiation, permettent de créer une régulation thermique du microclimat urbain (Seghiro B., 2002).

L’introversion c’est un mode de vie généré par l’ouverture de l’habitation sur son intérieur, par le fait de plusieurs éléments structurants la demeure (patio, cours), et qui a une relation directe à l’aspect sociologique notamment dans les régions arides (Ksours).

La configuration spatiale du patio en forme de cuvette génère une sorte de microclimat.

L’air frais qui s’y rassemble la nuit repousse l’air chaud vers le haut, autrement dit vers l’extérieur. Le rayonnement du sol vers le zénith renforce alors le la baisse de température.

Ainsi, l’été, une température agréable est conservée pendant un long moment, d’autant plus que la cour est protégée de l’ensoleillement une bonne partie de la journée grâce aux ombres portées des murs périphériques. Enfin l’effet « cuvette » assure une protection des vents incidents.

Les proportions en hauteur, en longueur et en largeur du patio peuvent renforcer ses particularités climatiques permanentes en assurant davantage d’ombre ou de d’ensoleillement selon un rythme journalier ou saisonnier.

Figure 5.19 Typologie des habitations troglodytes à Matmata en Tunisie Source : Encarta 2010

25 L’introversion constitue un mode de vie qui caractérise les anciennes habitations des milieux arides.

Basée sur l’ouverture de la maison sur son intérieur, en revanche à l’extérieur qui soit fermé.

143 4. Analyses sur l’impact des formes urbaines sur le confort thermique extérieur : 4.1. Les tissus denses : (habitat traditionnel)

Les formes urbaines compactes participent d’une grande valeur dans la régularisation du rythme thermique extérieur, là ou la structure des ces tissus s’intègre d’une façon parfaite à son environnement immédiat. Analysons un exemple des tissus urbains dans les milieux arides (Biskra), et comme l’a indiqué (Alkama D., 1995) à travers une étude typo morphologique, la structure urbaine se caractérise par une compacité et l’irrégularité et l’étroitesse des tracés, avec une adaptation au sein de la palmeraie, dans laquelle une organisation urbaine formée des groupements éparpillés. Les ruelles sont sinueuses étroites, s’enchevêtrent à travers la disposition des habitations ou les séguias qui sont les éléments générateurs des tracés.

L’ilot traditionnel est présenté sous forme des groupements horizontaux avec une variation dimensionnelle de ces derniers, dépendent de la parcelle bâtie, ou l’alignement par rapport aux séguias. Dans la lecture extérieure de la structure ou la lecture de l’enveloppe des constructions, on distingue certaines diversités au traitement de la façade qui tend à être aveugle. Ceci à l’exception de la présence de quelques petites ouvertures, dont son rôle se limite sur l'aération. Le compartiment de l’ilot traditionnel s’envisage sous une forme architecturale introvertie commode, elle aussi avait le rôle de la participation de l’intervention sur le confort thermique urbain, due à la ventilation par le bisais des patios et cours intérieurs.

Figure 5.20 Formes de patios et espaces intermédiaires

Source : Samir Abdulac, 2011. Figure 5.21 Schéma représentatif du la protection solaire due au patio

Source : Samir Abdulac, 2011.

144 La présence de ces tissus compacts dans la palmeraie, relatif à la logique de linéarité et l’éparpillement en groupements, font de la structure urbaine une masse protégée de l’agressivité du climat chaud, notamment les vents chauds, vents de sable, et les effets de rayonnement solaire qui sont des facteurs principaux de cette région.

D’après le travail tenu par Hamel.K en 2004 qui vise à étudier la relation entre densité urbaine et microclimat à Biskra, l’analyse expérimentale sur terrain (quartier M’cid) a démontré que l’influence de l’ancien tissu ne compte pas grande chose, ceci est conféré du rapprochement entre données du quartier et celles de la station météorologiques, dont l’écart était seulement de 1.0 °C au cours d’une journée estivale.

 A vrai dire, 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 conserver le confort de ces espaces (Athemna, 2010).

A l’instar, la perturbation au niveau du bilan thermique extérieur marque une atténuation dans cette structure compacte, dont les variations des ruelles et le cadre bâti dans les quels interviennent d’une façon claire sur les haussés de températures et la ventilation, cette dernière se manifeste par la monté de l’air chaud et la conservation de la fraicheur qui coule dans ces ruelles bien protégées, sans oublier la palmeraie qui régularise le taux de l’humidité relative.

Graphe 5.1 Évolution de la température de l'air (T air) et de la température radiante (tmrt) au cours d'une journée d'été au Quartier M'Cid

Source : Hamel Khalissa, 2005.

145 4.2. Les tissus pavillonnaires : (habitat individuel)

Le tissu pavillonnaire s'organise selon une pluralité de formes urbaines. Certaines se distinguent particulièrement : les cités- jardins, les lotissements-parcs, les formes en étoile ou concentriques, les formes en damier, les lotissements récents. La forme d'un quartier lui confère une identité propre en déterminant la combinaison entre les espaces privés et les espaces publics. (Athemna K., 2012)

Ces formes organisées confèrent également aux quartiers une forme d’intériorité,

«d’autonomie» qui conduit à s’interroger sur ce qui peut se passer aux limites de ces quartiers, dans les espaces qui articulent les quartiers entre eux.

Les quartiers caractérisant les formes pavillonnaires se situent généralement à la périphérie de la ville. Le tissu pavillonnaire est beaucoup moins dense, avec des propriétés individuelles qui s’implantent sur des grandes parcelles où l’espace libre est consacré aux jardins.