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Stratégie d’adaptation au changement climatique pour anticiper la demande et la production énergétique
Le projet MUSCADE étudie les interactions entre ces différents processus et propose des stratégies d’adaptation qui mettent en perspective la consommation énergétique de la ville et ses capacités de production d’énergie. C’est un projet de recherche fondamentale coordonné par le Groupe d’étude de l’Atmosphère MEtérorologique. La ville est un système complexe particulièrement concerné par le changement climatique : ses bâtiments consomment de l’énergie et rejettent des gaz à effet de serre ; son climat local est accentué par la formation d’îlots de chaleur urbains ; les usages de climatisation ou chauffage de ses habitants sont variés ; ses modifications structurelles sont soumises à une forte inertie qui oblige à raisonner, tout comme pour le changement climatique, à l’échelle du siècle. Dans ce contexte, quelles mesures auront un effet significatif sur le climat urbain et la consommation d’énergie des bâtiments. Les comportements sont très influents sur la consommation d’énergie, autant voire plus que les techniques de rénovation du bâtiment. Ainsi, simplement chauffer à 19°C au lieu de 21°C permet de baisser la consommation de 28%. L’été, fermer les volets permet de diminuer sensiblement l’usage de la climatisation (-45% environ). La climatisation a tendance à augmenter l’intensité de l’îlot de chaleur urbain et à détériorer le confort extérieur (+30 min par jour en stress thermique élevé en petite couronne). Toutefois, il existe d’autres technologies qui permettent de ne pas relâcher directement la chaleur vers l’atmosphère (par exemple, avec des tours aéroréfrigérantes, vers les rivières si la température de l’eau le permet, ou mieux, en récupérant cette énergie). La végétalisation urbaine de pleine terre est efficace pour améliorer le confort d’été en extérieur, mais tend aussi à rafraîchir l’air aux autres périodes de l’année, nécessitant un peu plus de chauffage. L’utilisation de panneaux solaires permet de diminuer l’îlot de chaleur urbain. En effet, bien qu’ils soient plus sombres que les matériaux de toitures et absorbent donc beaucoup d’énergie solaire, ils en utilisent une bonne partie pour produire de l’énergie et restituent de ce fait moins de chaleur vers l’atmosphère. Une forme dense de bâti, comme les maisons mitoyennes ou le petit collectif, nécessite localement moins d’énergie pour le bâti (chauffage et climatisation) et le transport. Toutefois, à l’échelle d’une agglomération, une expansion de type « ville compacte » ne serait au final pas plus efficace qu’une expansion de type « ville étendue » (i.e., une expansion au fil de l’eau), du fait d’un rafraîchissement de l’îlot de chaleur en hiver pendant la période de chauffe. Une agglomération ayant suivi une expansion au fil de l’eau (donc relativement étendue mais gardant toutefois l’empreinte de ville européenne relativement dense du Paris actuel) ne nécessitera pour le bâti pas plus d’énergie qu’une agglomération compacte (dont l’empreinte urbaine est supposée figée dès 2020). Une ville compacte a aussi moins de potentiel de production d’énergie solaire.
