Combattre la chaleur: créer des villes plus fraîches grâce aux jumeaux numériques 3D

Juillet 2023 a été le mois le plus chaud jamais enregistré depuis 1880 (NASA). Ne serait-il pas logique de contrecarrer l’avancée inexorable du changement climatique en utilisant des technologies intelligentes et de relever ces défis de manière proactive à l’avenir ?

Alors que les températures continuent d’augmenter depuis quelques années, les villes du monde entier sont confrontées au défi de maintenir leurs citoyens au frais et en sécurité en pleine chaleur. Dans la lutte contre le changement climatique et ses effets, les approches innovantes sont essentielles : Les jumeaux numériques et la technologie 3D offrent une solution unique en permettant aux urbanistes de mieux comprendre leurs villes, de créer des simulations virtuelles d’environnements urbains et de tester différentes stratégies pour réduire les ilots de chaleur.

Comprendre les jumeaux numériques et les données 3D

Dans le contexte des villes, les jumeaux numériques font référence à une réplique numérique complète d’une zone urbaine, capturant son infrastructure, ses bâtiments, ses services publics et divers points de données. Ils agissent comme un miroir dynamique de la ville, ce qui permet de prendre des décisions fondées sur des données et d’effectuer des analyses prédictives. Ils peuvent également aider les urbanistes à concevoir des bâtiments et des infrastructures plus durables en modélisant leurs performances dans différentes conditions.

Analyse des îlots de chaleur urbains et espaces verts

Grâce aux données 3D, les urbanistes et les architectes peuvent concevoir des bâtiments et des infrastructures plus efficaces sur le plan énergétique, ce qui permet de réduire les effets des îlots de chaleur urbains. Il s’agit de zones urbaines où les températures sont nettement plus élevées que dans les zones rurales ou forestière environnantes. Les données 3D peuvent identifier les zones à risque de surchauffe, ce qui permet des interventions ciblées pour réduire les effets de la chaleur extrême et localiser les possibilités d’intégrer davantage de nature dans les villes.

Les infrastructures vertes peuvent être planifiées et développées de manière plus globale : Les toits et les murs verts peuvent être mis en œuvre là où ils sont le plus utiles et la planification des parcs et des espaces verts peut être étudiée en profondeur, ce qui peut faire baisser les températures et améliorer la qualité de l’air.

Si l’intégration d’espaces verts tels que les arbres et les parcs joue incontestablement un rôle crucial dans la lutte contre les vagues de chaleur, il est essentiel de reconnaître que leur impact n’est pas toujours uniformément positif. Une étude menée à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) met en évidence la relation complexe entre les arbres et la qualité de l’air urbain. La recherche souligne que si les arbres offrent de l’ombre et des avantages en termes de rafraîchissement, leur efficacité peut être entravée par des facteurs tels qu’une mauvaise sélection des espèces, un entretien insuffisant et même un mauvais positionnement.

Une implantation et une conception optimales des bâtiments

Outre les espaces verts, la construction joue également un rôle fondamental dans l’atténuation de la chaleur dans les zones urbaines. Grâce aux jumeaux numériques, il est possible de simuler l’impact de l’emplacement et de la conception des bâtiments sur les microclimats locaux. En tenant compte de facteurs tels que l’orientation, l’ombrage et le choix des matériaux, il est possible de minimiser l’exposition des bâtiments à la chaleur, ce qui permet de réduire la consommation d’énergie pour le refroidissement et d’améliorer le confort des habitants.

Modèles 3D et optimisation des énergies renouvelables

Les jumeaux numériques permettent de localiser les toits et les espaces libres des villes où le déploiement de panneaux solaires et d’autres sources d’énergie renouvelable serait le plus efficace. Il est évident que l’intégration des énergies renouvelables réduit la dépendance à l’égard des combustibles fossiles, ce qui conduit à une consommation d’énergie plus propre et à une réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Un exemple d’atténuation de la chaleur urbaine: l’approche de Zurich

Zurich a récemment adopté une stratégie proactive pour contrer les effets de la hausse des températures. Le “Specialist Planning Heat Reduction”, conçu par les autorités de la ville, utilise une approche à multiples facettes qui comprend, entre autres, la conception écologique des espaces verts, l’installation d’eau dans les espaces urbains, l’optimisation de la structure des bâtiments pour un microclimat favorable, et une infrastructure urbaine innovante. Ce plan global vise non seulement à réduire les effets d’îlot de chaleur, mais aussi à améliorer l’habitabilité et la résilience globales de la ville. Pour des projets d’une telle envergure, compte tenu de la complexité d’une telle entreprise et du nombre de facteurs à prendre en compte, l’utilisation de données 3D peut s’avérer extrêmement importante pour élaborer des plans d’action concrets pour la ville et communiquer efficacement avec les habitants.

Vers un avenir avec un minimum de dommages

La mise en œuvre de la technologie 3D pour la planification urbaine future n’est pas seulement conseillée, elle est aussi nécessaire et urgente si nous voulons réduire les effets du changement climatique. La lutte contre les vagues de chaleur et la construction de villes plus durables constituent un défi mondial urgent qui ne peut être entièrement résolu, mais qui peut être atténué par l’utilisation de données 3D et de jumeaux numériques. Cette approche permet non seulement d’économiser du temps et de l’argent dans les projets de développement, mais aussi de garantir un résultat plus durable, plus résilient, mieux pensé et accepté. Alors que les villes continuent de se développer et de faire face au changement climatique, ainsi qu’à d’autres défis émergents, l’application des données 3D deviendra essentielle pour appréhender de manière holistique les contraintes physiques des villes et les possibilités de créer des environnements urbains habitables.