Cette recherche a été réalisée dans le cadre du projet Exa-MA. Retrouvez toutes les informations sur Exa-MA ici.
Comment modéliser une ville entière afin de mieux comprendre sa dynamique énergétique, ses flux d’air et sa dynamique thermique ? Les données urbaines (bâtiments, routes, terrain, végétation) sont abondantes mais souvent incohérentes ou incomplètes. Un nouveau pipeline de maillage SIG permet désormais de générer automatiquement des modèles urbains étanches et prêts à être simulés, ce qui permet des simulations réalistes de l’énergie et du microclimat à l’échelle urbaine.
La modélisation énergie/vent/chaleur urbaine requiert des géométries fermées et cohérentes, alors que les données (bâtiments, voirie, relief, hydro, végétation) sont hétérogènes et souvent non étanches. L’objectif est donc de reconstruire des maillages urbains watedight LoD-0/1, interopérables et enrichis d’attributs et modèles physiques.
Un pipeline SIG–maillage a été développé pour automatiser la génération de modèles urbains fermés. Il intègre l’ingestion des données via Mapbox, des opérations géométriques robustes à l’aide de Ktirio-Geom (basé sur CGAL), ainsi que des booléens multi-couches garantissant la fermeture topologique des scènes. Les zones urbaines de plusieurs kilomètres carrés sont ainsi converties en solides cohérents LoD-1/2 (bâtiments, routes, terrain, rivières, végétation). Le temps de préparation des modèles passe de plusieurs semaines à quelques minutes, avec un gain significatif en stabilité numérique. Les sorties sont interopérables avec le modèle Urban Building Model (Ktirio-UBM) et compatibles avec les solveurs énergétiques et CFD.
Ce développement permet un accès rapide à des cas urbains réalistes, exploitables pour les simulations énergétiques et microclimatiques, tout en favorisant la mutualisation des jeux de données au sein de l’écosystème du Centre of Excellence Hidalgo².
La prochaine étape consiste à publier des jeux de données de référence — modèles watertight et scripts associés — sur la plateforme CKAN (n.hidalgo2.eu). Ces travaux ouvrent la voie au couplage entre simulation CFD et énergétique, et à la création d’outils dédiés à l’étude et à la réduction des îlots de chaleur urbains.
Figures: Reconstruction de la ville de Grenoble sur un rayon de 5 km, incluant le réseau routier, les rivières et les étendues d’eau. La végétation n’a pas été intégrée afin de réduire la taille du maillage, qui compte ici environ 6 millions de triangles — un chiffre qui serait au moins doublé si la végétation était incluse.
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