De l’air, de l’eau

Un post-doctorant de l’EPFL a mis au point un modèle qui permet de calculer rapidement l’influence du bâti sur la météo en milieu urbain. En effet, en ville, l’agencement des bâtiments, leur forme et la chaleur qu’ils dégagent ont un impact sur la météo.

Le calcul de ces phénomènes complexes a plusieurs avantages: il permet aux météorologues d’améliorer leurs prévisions en milieu urbain et aux ingénieurs d’adapter la consommation énergétique des bâtiments qu’ils conçoivent. Les modèles mathématiques utilisés jusque-là pour mesurer ces phénomènes sont toutefois lourds, chronophages et coûteux. C’est pourquoi la recherche menée à Lausanne suscite l’intérêt des professionnels de la construction loin à la ronde.

L’algorithme obtenu a permis à ce chercheur d’effectuer une estimation précise des phénomènes en jeu à chaque niveau du bâtiment, à l’échelle d’un quartier. Une base qui permettra à un ingénieur d’adapter la consommation énergétique d’une façade de bâtiment avec précision. «Au rez-de-chaussée, nous pouvons avoir peu de vent mais de l’humidité, s’il y a de la végétation, par exemple, explique Dasaraden Mauree, auteur de l’étude. En revanche, on aura plus de pertes énergétiques tout en haut de la colonne, car les vents sont plus forts à cette hauteur. Par ailleurs, les jours de forte chaleur, les mouvements de convection turbulents peuvent être plus forts près du sol ou de la surface des bâtiments, en raison de leur réchauffement. Ces mouvements impliquent que l’air chaud, moins dense, montera et que l’air froid, plus dense, descendra. Un fabricant de stores s’est déjà montré intéressé par la méthode car elle permet d’obtenir une bonne mesure du vent proche des façades. Autre exemple: la conception énergétique d’un bâtiment devra tenir compte du faible ensoleillement d’une ville très dense.»

Les constructions induisent donc des modifications météorologiques dans leur environnement immédiat (modifications des flux d’air, variations d’ombres, réchauffements/rafraîchissements, réflexions lumineuses, transformations hygrométriques, etc.). Ces microphénomènes interagissent avec ceux provoqués par les bâtiments voisins de sorte que plus la ville est dense, plus l’impact sera important. Pouvoir modéliser rapidement l’influence des constructions à petite échelle est le premier pas vers une étude à plus large échelle, une prise de conscience quantifiée conséquente et finalement, une meilleure maîtrise énergétique.

Notre attention aux détails jure pourtant avec d’autres chiffres qui nous parviennent ces jours. En 1992, l’ONU a institué le 22 mars Journée mondiale de l’eau. Année après année, elle nous rappelle que près 800 millions de personnes restent exclues d’un approvisionnement en eau potable. Les actions menées cette année dans le cadre de cette «célébration», si l’on peut la définir ainsi, se concentrent sur la gestion des eaux usées. Pas moins de 80 % des eaux usées provenant des lieux d’habitation, des villes, de l’industrie et de l’agriculture sont rejetées dans la nature, polluant l’environnement et appauvrissant les sols. Quelque deux milliards de nos semblables utilisent une source d’eau potable qui est contaminée par des matières fécales. Améliorer la récolte, le traitement et l’exploitation de ces eaux, ainsi que diminuer la quantité d’eaux usées que nous produisons sont des défis colossaux.