Dossier

De la configuration du bâti au développement urbain

Sujets relatifs :

PHOTO - 846579.BR.jpg

En croisant les données de son système d’information géographique ArcGis avec CityEngine, Lumion et SketchUp, l’institut d’aménagement et d’urbanisme de la région Île-de-France réalise des animations en trois dimensions simulant l’impact d’une crue centennale à Paris. Ici, le quai du Louvre.

© Doc. IAU Île-de-France

Les applications informatiques pour configurer le bâti en fonction des aléas climatiques existent déjà. Pour aller plus loin dans la prévention, la cartographie numérique par système d’information géographique se révèle particulièrement performante.

Face à des données changeantes, il faut des éléments architecturaux plus résistants, aptes à supporter d’éventuels sinistres. Trois risques climatiques sont alors à étudier : les effets de la sécheresse ; la hausse des températures et les vagues de chaleur ; les risques de submersion ou d’éboulement. Pour chacun, les progiciels actuels apportent des réponses. Leur rôle n’est pas, bien sûr, de prévoir un éventuel cataclysme - c’est encore impossible -, mais bien d’en mesurer et anticiper les conséquences à l’échelle d’un bâtiment ou d’un ensemble urbain. En fait de changement, ce sont les données physicochimiques du sol et de l’air qui évoluent, non les modes de calcul de la résistance, de l’isolation ou de la portance du terrain et des matériaux. Voilà pourquoi les applications de conception et de calcul architectural répondent déjà aux besoins : il suffit de les paramétrer correctement et de tenir compte de l’environnement.

Les concepteurs doivent alors porter leur attention sur trois points. Le premier consiste à restituer des résultats crédibles dans le calcul ou le recalcul des fondations. Cela se réalise en introduisant les caractéristiques des sols dans les logiciels, avec des variables en fonction de leurs composants et teneur en eau qui influent sur la portance. Pour les constructions anciennes, une campagne de mesures géotechniques, par carottage notamment, permet de refaire les calculs et de s’assurer de la solidité de l’ouvrage en cas de sécheresse ou d’humidification élevée des couches supportant les fondations. De même, l’exposition aux vents et la génération d’une surrépartition des charges en façade sont évaluées avec des progiciels classiques de type Robot Structural Analysis, ou plus spécialisés dans l’écoulement des fluides. Ces simulations de type mécanique des fluides numérique (MFN, ou CFD en anglais) aident à orienter le choix vers des formes de construction satisfaisant à moindre coût aux nouveaux impératifs.
De nombreuses applications de performance énergétique traitent, de la même façon, du changement de température ou d’humidité de l’air ; c’est le deuxième point qui focalise l’attention des concepteurs. En amont, les logiciels de CAO offrent déjà la possibilité de calculer l’orientation d’un bâti en fonction des radiations solaires ou des phénomènes d’îlots de chaleur urbains. En aval, les applications de calcul thermique de type RT 2012, comme Clima-Win de BBS Slama, Archiwizard ou Dynamo, sont parfaitement adaptés pour traiter le cadre bâti en fonction des spécifications locales.

Visualisation et analyse

Mais le troisième domaine le plus prégnant reste l’identification des zones à risque, où excellent les systèmes d’information géographiques (SIG). Leur rôle est de cartographier numériquement les zones sensibles aux éboulements, retraits-gonflements de terrain ou montées des eaux, en identifiant le recul du trait de côte, les débordements et les ruissellements consécutifs aux inondations. L’ONU l’a reconnu en récompensant récemment le cofondateur de Google Earth, Brian McClendon, pour la création d’un outil puissant de surveillance de l’état de l’environnement, ainsi que le fondateur d’Esri, Jack Dangermond, pour ses technologies d’analytique de visualisation géospatiale.
En France, une grande part de ce travail est menée par l’Observatoire national des risques naturels (ONRN), les collectivités locales ou la Caisse centrale de réassurance (CCR). L’institut d’aménagement et d’urbanisme (IAU) de la région Île-de-France va plus loin, en modélisant les enjeux du développement urbain. Son SIG (format Shapefiles d’Esri) compte plus de 2 000 couches de données dans tous les domaines utiles à l’élaboration d’un aménagement durable (mode d’occupation du sol, zones inondables, base de données des projets, etc.). Plusieurs thématiques climatiques sont traitées en 3D dans le moteur CityEngine d’Esri. Pour évaluer et présenter l’impact d’une crue centennale dans la capitale, l’institut a réalisé des simulations et visualisé les hauteurs d’eau atteintes sur le bâti : habitats individuels ou collectifs, immeubles d’activité, équipements. Ce mode de visualisation, plus accessible que les plans de prévention des risques d’inondation (PPRI), est exploité par la préfecture de police de Paris pour sensibiliser le grand public et les professionnels au comportement à adopter avant, pendant et après un tel événement.
Enfin, pour réduire considérablement l’impact des inondations sur les territoires, l’IGN, en partenariat avec la Direction générale de la prévention des risques, produit un modèle numérique de terrain (MNT) de haute précision avec la technique du relevé Lidar. Ce processus de relevé topographique automatisé modélise la morphologie exacte d’un terrain (courbe de niveau, végétation, bâtiment, infrastructure). Une donnée précieuse qui contribuera à l’utilisation de la 3D dans d’autres champs de prévention, comme la réduction de la vulnérabilité des infrastructures, l’organisation de la gestion de crise… dans la perspective de la mise en œuvre des plans de gestion du risque d’inondation.

N°342

vous lisez un article des Cahiers Techniques du Bâtiment N°342

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2015 des Cahiers Techniques du Bâtiment

Nous vous recommandons

Dossier Spécial ATEx 2016

Dossier

Dossier Spécial ATEx 2016

Les Atex ont le vent en poupe. Les dossiers déposés sont de plus en plus nombreux et plus diversifiés. La reprise du secteur et l’accompagnement du CSTB en sont les principales raisons. Les projets les plus[…]

27/12/2016 | BoisActualité
Rénovation des bétons anciens

Dossier

Rénovation des bétons anciens

Quatre crèches à Paris Intra-Muros

Dossier

Quatre crèches à Paris Intra-Muros

Entre nord et sud : quatre collèges de province

Dossier

Entre nord et sud : quatre collèges de province

plus d’articles