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Travaux sur les qualités d'usage et multi-exposition

Photo : Adobe Stock

Le projet mené pour Paris La Défense a consisté à développer autour des maquettes numériques multi-échelle des méthodes pour évaluer le confort – thermique, acoustique, éclairage –, et la qualité d'usage des espaces publics selon différents critères.

Dans le cadre du partenariat entre Paris La Défense et le CSTB, une partie des travaux a porté sur le développement de méthodologies et de modules logiciels s'appuyant sur un référentiel commun BIM pour la réalisation de simulations numériques.

Les domaines étudiés concernent notamment :

  • l'aéraulique : méthodologie d'intégration des données BIM pour les simulations numériques d'écoulements de vent, établissement de cartographies de vent par direction pour un critère de confort au vent et pour l'évaluation du confort thermique, et intégration de ces cartographies dans la maquette numérique ;
  • l'acoustique : identification des sources de bruit dans la maquette, méthodologie d'intégration vers l'outil de calcul acoustique MithraSIG depuis le BIM, et réalisation de cartographies de bruit moyen ;
  • l'éclairage : développement d'un module de simulation s'appuyant sur la maquette numérique BIM pour l'établissement de cartographies (ensoleillement annuel moyen, quantification des reflets solaires et éclairage artificiel urbain).

Cette approche du CSTB sur le BIM, appliquée à l'échelle urbaine, a permis la mise en œuvre de modèles numériques territoriaux dans des formats standard et ouverts, dont l'IFC1 et le CityGML2. De nouveaux ensembles de données ont été générés pour alimenter des simulations multi-échelle et collecter des résultats qui peuvent ensuite être utilisés pour créer des indicateurs permettant d'évaluer les projets urbains actuels, dans n'importe quel domaine d'intérêt.

En l'occurrence, toutes les données disponibles sur le territoire – y compris les bâtiments et infrastructures, nouveaux et existants – de l'opération d'intérêt national de Paris La Défense (le plus grand quartier d'affaires de France) ont été collectées et formatées dans plusieurs bases de données.

Le modèle BIM interopérable obtenu a été adapté pour effectuer des études et simulations multi-physiques complexes dans plusieurs domaines techniques, tels que l'exposition au bruit, le confort au vent, l'éclairage artificiel et naturel, la consommation d'énergie, les impacts environnementaux et le confort global, afin de comprendre et évaluer la qualité d'usage des espaces publics.

En effet, le confort global est un concept complexe sur lequel différentes recherches ont déjà été menées à l'échelle du bâtiment et des environnements urbains, mais rarement à l'échelle d'un quartier entier et incluant la variabilité temporelle sur un an. Pour y parvenir, l'un des principaux défis a été de travailler avec un large éventail de paramètres souvent hétérogènes, multi-échelle (bâtiment, ville et territoire) et multi-format.

Autre défi : faire face à l'interdépendance des phénomènes physiques dans la perception du confort, ce qui a conduit le CSTB à redéfinir des cas d'utilisation et des séries temporelles pour la simulation. Le modèle BIM multi-échelle s'est avéré extrêmement utile comme structure sous-jacente pour la centralisation des données utilisables pour l'évaluation du confort, même si le traitement de cette quantité de données a posé des questions nouvelles en ce qui concerne leur stockage.

Parallèlement, le CSTB a mené une recherche pour expérimenter comment Paris La Défense pourrait utiliser le modèle numérique intégré au BIM pour évaluer la qualité urbaine des espaces publics. Une méthodologie a été élaborée par les spécialistes des sciences sociales du CSTB, en partenariat avec les urbanistes de la collectivité, pour définir des indicateurs permettant d'appréhender et d'évaluer la qualité d'usage des espaces publics pour des scénarios adaptés.

L'outil est destiné à faciliter les choix de conception urbaine et a été appliqué à la même zone urbaine que celle de l'étude de confort, ce qui permet de capitaliser les données.

Grâce à son expertise pluridisciplinaire, le CSTB est donc en mesure, pour les acteurs de l'aménagement urbain, de qualifier le confort de façon multicritère et la qualité d'usage des espaces publics, en développant des méthodes d'évaluation compatibles avec la maquette numérique.


  1. Le format IFC (Industry Foundation Classes) est un format de fichier orienté objet destiné à assurer l'interopérabilité entre les différents logiciels de maquette numérique. Il s'agit d'un format libre et gratuit qui se veut être le garant d'un OpenBIM.
  2. CityGML est un modèle de données standard ouvert et un format d'échange pour stocker des modèles 3D numériques de villes et de paysages
  • Client : Paris La Défense
  • Lieu : La Défense
  • Année : 2017-2019