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Université Toulouse 3 Paul Sabatier (2019)

Révéler l’utilisation énergétique spatio-temporelle d’une ville côtière méditerranéenne : le cas de Beyrouth

Krayem, Alaa

Titre : Révéler l’utilisation énergétique spatio-temporelle d’une ville côtière méditerranéenne : le cas de Beyrouth

Revealing the spatio-temporal energy consumption of a mediterranean city : the case of beirut

Auteur : Krayem, Alaa

Université de soutenance : Université Toulouse 3 Paul Sabatier

Grade : Doctorat : Surfaces et interfaces continentales, hydrologie : Toulouse 3 : 2019

Résumé
Pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et la consommation d’énergie dans les zones urbaines, il est essentiel de comprendre les performances énergétiques et les modes de consommation des bâtiments pour pouvoir mettre en œuvre des stratégies efficaces de gestion de l’énergie et d’efficacité énergétique à l’échelle de la ville. La mise en œuvre à grande échelle de tels plans nécessite des informations sur la manière dont les demandes en énergie peuvent changer dans le cadre d’interventions spécifiques. Les modèles énergétiques de bâtiments à l’échelle urbaine (UBEM) sont des outils proposés pour estimer la demande énergétique actuelle et future des bâtiments. Ces modèles reposent sur une approche ascendante (bottom-up approach) combinant à la fois des techniques statistiques et des méthodes basées sur la physique thermodynamique. Cette étude vise à fournir une approche de modélisation améliorée simulant la demande énergétique des bâtiments à haute résolution spatiale et temporelle, ce qui peut aider à évaluer les stratégies de gestion de l’énergie et les politiques énergétiques décisionnelles. La méthodologie est appliquée pour la ville de Beyrouth, représentative de la région méditerranéenne, où la similarité des technologies de construction et des préoccupations climatiques de ses villes est prononcée. Les objectifs principaux de la thèse sont de développer, étudier et calibrer un outil de modélisation énergétique ascendante à l’échelle urbaine ; fournir des preuves de la pertinence de l’outil pour soutenir les directives pour les interventions futures ; et enfin, étudier l’impact de la compacité de la ville sur la disponibilité de la lumière du jour et donc sur le bien-être des citoyens. Dans cette étude de cas basée sur deux quartiers différents de la ville, un modèle énergétique de bâtiment à échelle urbaine approximativement, applé BEirut Energy Model BEEM, est généré pour estimer la consommation d’électricité du stock de bâtiment. Afin de réduire le temps de modélisation et de calcul, une classification archétypale des bâtiments basée sur leurs types et leurs périodes de construction est adoptée. Les informations supplémentaires requises pour générer le modle 3D des bâtiments sont le nombre d’étages, la superficie des bâtiments et une carte topographique des zones d’étude. En couplant les modèles aux conditions météorologiques horaires, le modèle thermodynamique de 3,630 bâtiments est simulé dans EnergyPlus. L’adaptation du modèle à l’occupation de Beyrouth et aux comportements des utilisateurs est cruciale pour renforcer la fiabilité de BEEM. La disponibilité des données d’électricité actuelles permet la calibration du modèle, qui repose sur le regroupement des bâtiments et la recherche des coefficients des regroupements représentatifs de modèles d’énergie spécifiques.

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Page publiée le 29 octobre 2020