in situ
approche thermique située
​UNE LECTURE PHYSIQUE SITUÉE DES PROJETS
La chaleur ne disparaît pas. Elle circule
L’Approche Thermique Située analyse les flux thermiques dans la couche limite atmosphérique, cette portion d’air où se déploie le vivant.
Elle considère les projets comme des systèmes thermiques ouverts, où circulent l’énergie, la chaleur, l’air et le rayonnement.
Son objectif est d’éclairer les décisions d’aménagement en identifiant la capacité réelle d’un site à absorber, stocker, dissiper ou accumuler l’énergie.
L’APPROCHE THERMIQUE SITUÉE
PHYSIQUE DES FLUX
vers les outils de décision
Méthodologie
Comprendre la dynamique thermique propre à chaque site
Des Indicateurs thermiques
Transformer la physique des flux en outils de décision
Les territoires reçoivent en permanence de l’énergie.
Une question d'équilibre
Une approche multi échelles et multi physiques
L’Approche Thermique Située relie plusieurs échelles d’analyse
Vers l'aide à la décision...
Chaque concept correspond à un outil d’analyse de l’Approche Thermique Située.
UNE APPROCHE SITUEE
Les phénomènes thermiques qui concernent les territoires se jouent dans une zone particulière de l’atmosphère : la couche limite atmosphérique.
C’est là que se rencontrent le sol, les surfaces aménagées, l’air proche, le rayonnement solaire et le rayonnement infrarouge.
Les projets d’aménagement — bâtiments, ombrières, infrastructures ou surfaces minérales — y agissent comme des systèmes thermiques ouverts, recevant et dissipant en permanence de l’énergie.
Le schéma ci-contre illustre ce principe :les surfaces reçoivent des flux énergétiques entrants (rayonnement solaire et apports anthropiques) et dissipent de l’énergie vers l’atmosphère sous forme de rayonnement thermique et de convection.
Le site comme système thermique ouvert
Bilan simplifié des flux entrants, du stockage thermique et de la dissipation vers l’atmosphère.
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Lorsque les flux entrants deviennent supérieurs à la capacité dissipative du site, une accumulation thermique peut apparaître dans le sol et les surfaces.
L’Approche Thermique Située consiste à observer ces échanges là où ils se produisent, puis à les traduire en outils d’analyse permettant de comprendre la dynamique thermique réelle des projets et de leur environnement.
UNE QUESTION D'EQUILIBRE
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Les territoires reçoivent en permanence de l’énergie.
Mais la question thermique essentielle n’est pas seulement celle de l’énergie reçue, elle réside dans la capacité réelle d’un site à évacuer cette énergie vers l’atmosphère et l’espace.
Dans certaines configurations, un projet peut modifier cette capacité d’export thermique.
Il devient alors thermiquement structurant : non seulement par sa surface ou sa fonction, mais par son effet sur le régime thermique local.
Comprendre cet équilibre entre apports, stockage et dissipation est l’un des objectifs centraux de l’initiative IN SITU.
UNE APPROCHE MULTI-ÉCHELLES ET MULTI-PHYSIQUES
L’Approche Thermique Située relie plusieurs échelles d’analyse :
l’échelle du site
l’échelle de la couche limite
l’échelle de l’épisode thermique
et, dans certains cas, l’échelle de la dérive saisonnière.
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Elle articule également plusieurs physiques :
rayonnement
conduction
convection
turbulence
transport horizontal
évaporation selon les milieux.
Cette approche permet de comprendre non seulement l’état thermique d’un site, mais aussi son évolution.
Dérive thermique
Lorsqu’un site stocke durablement plus d’énergie qu’il ne peut en dissiper, il peut entrer dans une dynamique d’accumulation.
Cette dérive thermique ne se réduit pas à un inconfort ponctuel, elle peut modifier le régime thermique local sur plusieurs jours, voire à des échelles plus longues.
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L’identification de ces configurations fait partie des objectifs de l’approche.
INDICATEURS THERMIQUES
Transformer la physique des flux en outils de décision
L’analyse thermique d’un site produit de nombreux champs physiques : températures, flux radiatifs, flux turbulents, stockage thermique du sol ou des infrastructures, gradients, contrastes, régimes jour/nuit.
Ces champs sont indispensables pour comprendre le fonctionnement du système. Mais, à eux seuls, ils restent souvent difficiles à mobiliser directement dans une décision d’aménagement.
L’Approche Thermique Située propose de transformer ces champs physiques en indicateurs thermiques opérationnels.
Un indicateur permet de qualifier une situation, d’identifier un risque, de comparer des scénarios et d’éclairer un choix.
Des indicateurs pour caractériser les régimes thermiques
Dans ce cadre, plusieurs types d’indicateurs peuvent être mobilisés :
capacité dissipative nocturne d’un site
marge d’export thermique vers l’atmosphère
robustesse thermique d’un aménagement
cohérence thermique d’un projet avec le régime local
sensibilité d’un site aux accumulations de chaleur
indicateurs d’emprise thermique et de dérive potentielle
Ces indicateurs permettent d’identifier les situations dans lesquelles un projet peut :
rester thermiquement robuste
atteindre un seuil critique
dégrader la capacité dissipative locale
ou modifier le régime thermique d’un site.
L’enjeu n’est pas de produire davantage de données, mais de rendre la physique directement mobilisable dans la décision.
MÉTHODOLOGIE
​Comprendre la dynamique thermique propre à chaque site
Chaque territoire possède une dynamique thermique particulière, liée à la combinaison de plusieurs processus physiques.
Parmi eux :
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rayonnement solaire et infrarouge
-
échanges turbulents dans la couche limite atmosphérique
-
stockage thermique dans le sol et les infrastructures
-
circulation horizontale de l’air et de l’énergie
-
et, selon les contextes, évaporation et humidité des surfaces.
L’analyse consiste à reconstituer le bilan énergétique complet d’un site.
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Établir et fermer le bilan des flux
La méthode vise notamment à :
-
quantifier les principaux flux énergétiques
-
vérifier la fermeture du bilan énergétique
-
caractériser les régimes thermiques diurnes et nocturnes
-
analyser la capacité réelle de dissipation du site
-
comparer plusieurs configurations d’aménagement.
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Une lecture dynamique des régimes thermiques
L’analyse ne se limite pas à une photographie instantanée, elle suit aussi l’évolution des flux :
-
au cours du cycle jour/nuit
-
pendant les épisodes climatiques extrêmes
-
dans les configurations de stabilité atmosphérique
-
sur des temps plus longs lorsque des phénomènes d’accumulation apparaissent.
Cette lecture dynamique permet d’évaluer la robustesse thermique d’un projet dans des conditions réalistes.
VERS DES OUTILS D’AIDE À LA DÉCISION
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Cette lecture physique des projets se prolonge par des outils d’évaluation adaptés aux choix d’aménagement, de dimensionnement et de conception.
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