Impact des ilots de chaleur urbain sur la température intérieure des constructions – application au campus des cézeaux de Clermont-Ferrand

Laboratoire d’accueil : Institut Pascal (http://www.institutpascal.uca.fr/index.php/fr/)

Placé sous la tutelle de l’Université Clermont Auvergne et du CNRS (institut principal INSIS, instituts secondaires INS2I, INP), l'Institut Pascal est un laboratoire de recherche interdisciplinaire s'inscrivant dans les domaines stratégiques des Sciences de l’Ingénierie et des Systèmes : Génie des Procédés, Mécanique, Robotique, Physique des Sciences de l'Information, Santé. Le CHU de Clermont-Ferrand est tutelle secondaire de l'unité. L'Institut Pascal est membre de Clermont Auvergne INP, qui regroupe trois écoles d'ingénieurs ISIMA, POLYTECH Clermont et SIGMA Clermont.

L'Institut Pascal développe des systèmes innovants et intelligents par une approche intégrative systémique et multi-échelle, s'appuyant sur des champs scientifiques identifiés : électromagnétisme, fiabilité, génie des procédés et des bioprocédés, génie civil, imagerie, matériaux, mécanique, microsystèmes, nanophysique, perception, photonique, robotique, séparation et fonctionnalisation de biomolécules, technologies interventionnelles et diagnostiques médicales.

L’Institut Pascal est composé de 5 Axes de recherche :

•    Génie des Procédés, Energétique et Biosystèmes (GePEB) - Claude-Gilles DUSSAP

Réacteurs et bioréacteurs, Photoprocédés, Bioénergies, Ecosystèmes clos artificiels, Bioraffineries.

•    Image, Systèmes de Perception, Robotique (ISPR) - Omar AIT AIDER

Image, Perception artificielle, Commande pour la robotique.

•    Mécanique, Génie Mécanique, Génie Civil, Génie Industriel (M3G) - Hélène CHANAL

Mécanique, Matériaux, Structure, Machines.

•    Photonique, Ondes, Nanomatériaux (PHOTON) - Guillaume Malpuech

MicroSystèmes, Nanosciences, Nanostructures, Photonique, Compatibilité Electromagnétique.

•    Thérapies Guidées par l’Image (TGI) - Jean-Jacques Lemaire

Guidage par l’Image (pelvis, abdomen, cerveau), Techniques endovasculaires, Endoscopie et Vision par ordinateur, Analyse d’impact. 

L’équipe encadrante s’inscrit dans l’axe M3G et a des compétences en méthodes d’analyse des risques, en méthodes d’aide à la décision multicritères, en méthodes de traitement des données incertaines, en méthodes d’évaluation des performances environnementales, en méthodes d’évaluation du bilan carbone, dans le domaine du bâtiment et des travaux publics, dans le domaine du BIM (Building Information Modeling).

Le 6ème rapport du GIEC de 2022, le Plan Climat de 2019 et les décisions de la COP 27 mettent en évidence la nécessité d’agir face aux changements climatiques. Le domaine de la construction a un rôle majeur à jouer en allant, notamment, vers une neutralité carbone (en réduisant les déperdissions énergétiques, en multipliant les capacités de production d’énergie verte, de puits de carbone, etc.) et en luttant contre les ilots de chaleur urbain. Le phénomène d’îlot de chaleur urbain (ICU) se manifeste par des températures plus élevées en milieu urbain que dans les zones rurales environnantes, surtout la nuit et pendant les épisodes de canicule.

Un espace urbain, selon une approche systémique, regroupe un ensemble de composants interconnectés (bâtiments, infrastructures routières, ouvrages d’art, parcs, mobiliers urbains, réseaux électriques, de gaz, d’alimentation en eau, d’assainissement, systèmes de transport, mobiliers urbains, habitants, etc.). Tous ces composants, d’âge et d’état variables, sont vulnérables aux sollicitations climatiques dont la fréquence et l’intensité augmentent du fait du changement climatique. Au-delà de l’impact sur les constructions, les ilots de chaleur urbain impactent directement la vulnérabilité des habitants.

Des études passées, notamment à travers les programmes ANR Villes Durables et Risques et Catastrophes naturels, ont permis de caractériser les aléas naturels et les vulnérabilités des constructions face à ces aléas. Néanmoins, ces études considèrent généralement l’espace urbain dans sa globalité et rarement les interactions entre les composants de ces espaces. De plus, la transition numérique dans le domaine de la construction initiée par le Plan de Transition Numérique du Bâtiment de 2015 qui se poursuit avec le Plan BIM 2022, ainsi que le projet MINnD, favorise la structuration, la centralisation et le partage des données, selon une approche collaborative, utiles à la conception et la gestion exploitation maintenance des constructions, entre l’ensemble des acteurs de la construction. A l’échelle de la ville, le CIM (City Information Modeling), permet de combiner les apports des technologies des SIG (Système d’Information Géographique) et du BIM (Building Information Modeling).

Les travaux de thèse récents de Saffa MANSOUR ont permis de faire le lien entre les paramètres de morphologie urbaine (présence de route, d’arbre, d’eau, d’une forte densité de construction) et la température de surface. Ce sujet de stage de master 2 vise à relever deux défis : (1) passer de l’échelle de la ville à celle d’un quartier et (2) analyser l’influence de l’enveloppe des bâtiments et de l’environnant proche sur les températures intérieures des constructions.

Le(La) candidat(e) recherché(e) doit avoir des compétences en génie civil, en analyse thermo dynamique et en BIM. Le(a) candidat(e) doit avoir un niveau d’anglais lui permettant de suivre et mener les réunions de travail en anglais.