Développement d’une approche d’intégration des questions de morphologie urbaine dans l’évaluation environnementale des projets d’aménagement à l’échelle du quartier basée sur l’analyse de cycle de vie

par Marc Lotteau

Thèse de doctorat en Chimie analytique et environnementale

Sous la direction de Guido Sonnemann.

Soutenue le 06-10-2017

à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des Sciences chimiques (Talence ; Gironde) , en partenariat avec ISM Institut des Sciences Moléculaires (équipe de recherche) et de Institut des Sciences Moléculaires (laboratoire) .

Le président du jury était Denis Bruneau.

Le jury était composé de Guido Sonnemann, Denis Bruneau, Jacques Teller, Anne Ventura, Marjorie Musy, Benoit Beckers, Jérôme Lopez.

Les rapporteurs étaient Jacques Teller, Anne Ventura.


  • Résumé

    Ce travail est une contribution à l’évaluation environnementale des projets d’aménagements en phase amont de conception. Il porte plus spécifiquement sur l’intégration des questions de morphologie urbaine à l’analyse de cycle de vie (ACV) appliquée à l’environnement bâti à l’échelle du quartier. La performance énergétique des bâtiments est en partie conditionnée par les choix de conception en termes d’aménagement, et notamment par la forme urbaine (géométrie et types de surfaces) et ses interactions avec le climat. L’objectif de cette thèse est de proposer aux équipes de conception d’opérations d’aménagement un moyen de prendre en compte l’influence de la forme urbaine sur les potentiels énergétiques du quartier avec perspective cycle de vie.Une étude préalable a permis d’expliciter l’influence de la forme urbaine sur les potentiels énergétiques à l’échelle du quartier. Une approche de modélisation de l’énergie grise et de l’empreinte carbone des bâtiments est proposée, sur la base de laquelle une analyse de sensibilité à la forme urbaine et une analyse de contribution sont réalisées. Les résultats démontrent notamment l’influence primordiale de la forme des bâtiments ainsi qu’un lien très fort entre énergie grise et compacité du bâti. Une approche d’évaluation du potentiel de chauffage passif et du potentiel de confort d’été passif à l’échelle du quartier est également développée. Elle repose sur la réduction d’un quartier en quartier équivalent (réseau régulier de bâtiments parallélépipédiques), et sur l’application de métamodèles d’un moteur de simulation thermique. La méthode est testée est discutée sur un corpus de 45 cas d’étude. Ces développements méthodologiques ont vocation à être intégrés dans un outil existant d’ACV à l’échelle du quartier (NEST).

  • Titre traduit

    Integration of morphological analysis in early-stage LCA of the built environment at the neighborhood scale


  • Résumé

    This work is a contribution to the environmental assessment of urban development projects in the upstream design phase. It focuses on integrating urban morphology issues with life cycle analysis (LCA) applied to the built environment at the neighborhood scale. The energy performance of buildings is partly determined by design choices relating to the urban form and its interactions with climate. The objective of this thesis is to provide to the design teams a way to take into account the influence of the urban form on the energy potentials of a neighborhood with a life cycle perspective.A preliminary study was conducted on two neighborhoods to detail the influence of the urban form on their energy potentials. An approach to modeling the embodied energy and embodied carbon of buildings is proposed. A sensitivity analysis and a contribution analysis of this model are performed on two generic building shapes. The results demonstrate the key influence of the shape of the buildings and a very strong link between the embodied energy and the building’s compactness. An approach to assessing the passive heating potential and passive summer comfort potential at the neighborhood scale is also developed. It is based on the transformation of a neighborhood in an equivalent urban form (regular array of block buildings), and on the application of metamodels of a thermal simulation engine. The method is tested and discussed on a corpus of 45 case studies. These methodological developments are intended to be integrated into an existing tool for neighborhood LCA (NEST).


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