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Les incidences du vent, de la lumière et des îlots de chaleur sur le confort urbain du Quartier de la Gare à Luxembourg

Une étude de cas par Julien L’hoest et Thomas Löffler

L'évolution constante de nos espaces urbains met en lumière l'importance croissante du confort extérieur dans la conception de nouveaux quartiers et la revitalisation des zones existantes. Energie et Environnement s'engage à vous accompagner dans cette mission cruciale en vous offrant une expertise approfondie dans l'analyse du confort au vent, du confort thermique et de la qualité lumineuse de vos projets urbains.

Dans cet article, nous mettons en avant une étude de cas captivante axée sur la gare du Luxembourg et son environnement urbain. L’objectif est de démontrer l'efficacité de l'analyse du confort urbain, en mettant particulièrement l'accent sur l'étude du confort de vent. Nous explorerons également les différents moyens visant à améliorer ou concevoir les espaces urbains de demain.

CRITèRE de CONFORT : analyse de la situation existante

Exemple : NEN8100

Pour opérer une analyse du confort urbain d’un espace, il est avant tout important de modéliser ce dernier et de comprendre l’usage qui en est fait.

Pour obtenir cette carte de confort au vent, nous utilisons une approche combinée de calculs

• Dans un premier temps, un modèle 3D de la zone et de son environnement est placé dans un tunnel de vent virtuel pour évaluer le comportement du vent dans chaque direction.
• Ces résultats sont ensuite intégrés avec la rose des vents spécifique au Luxembourg, ce qui nous permet d'évaluer statistiquement le comportement du vent, notamment la vitesse du vent dépassée et la durée pendant laquelle cela se produit.

CONCLUSION : La place de la gare peut être considérée comme relativement confortable par rapport à son utilité actuelle. C’est essentiellement un lieu où l’on ne s’arrête pas, ou peu longtemps. Les bordures de la place, parfois utilisées ou envisagées pour des terrasses, se situent néanmoins à la limite de la catégorie B selon la norme NEN8100, qui vise un confort adapté pour être assis pendant une courte durée.

Vers une revitalisation de l’espace urbain proche de la Gare de Luxembourg

Au delà de la situation actuelle, diverses propositions envisagent une revitalisation de cet espace, y compris l'aménagement de zones de repos avec des installations confortables. Une des suggestions portées à la connaissance du public comprend l’ajout d'arbres, d’un petit édifice et d’une fontaine d’eau.

Dans ces conditions, on peut anticiper une augmentation de la demande en matière de confort au vent, surtout si des terrasses sont envisagées en bas des façades.

Mitiger les phénomènes venteux

La présence d'arbres espacés régulièrement permet, même en petit nombre, d'améliorer de manière significative le confort au vent en bas des façades. La formation de clusters d'arbres améliore également la qualité globale du confort au vent, bien que dans cette configuration, l'impact soit plus limité.

Lors de nos analyses du confort urbain, l'intégration d’éléments de végétation plus ou moins denses a systématiquement amélioré le confort des zones étudiées. Les arbres ont un double effet :

• d'une part, la canopée des arbres maintient le vent en hauteur, évitant ainsi qu'il ne retombe dans les zones étudiées ;
• d'autre part, les troncs et le feuillage des arbres ont naturellement tendance à ralentir la progression du vent. En raison de leur grand nombre et de leur légère perméabilité, les arbres ralentissent réellement le vent sans induire de phénomène d'accélération par redirection du vent.

Quelques arbres (cercles verts) judicieusement placés permettent de faire chuter la vitesse du vent sur le site

Appréhender les incidences bioclimatiques

Un des enjeux clés, lorsqu'on parle de confort urbain, est de garantir de la fraîcheur en été et de préserver les utilisateurs du froid en hiver. Le confort bioclimatique estival en journée est principalement influencé par les radiations directes du soleil. Le confort bioclimatique hivernal est lui principalement influencé par les vents froids.

Analyse UTCI – (1) période estivale et (2) période hivernale

L'étude bioclimatique menée ici ne prend pas en compte la présence d'arbres. On observe un léger effet d'îlot de chaleur, en raison de la relative protection de l'endroit contre le soleil. En hiver, on constate également un îlot de fraîcheur induit par le vent.

Lorsque l'on intègre la présence d'arbres, l'effet d'îlot de chaleur diminue naturellement grâce à la présence de végétation. De plus, le phénomène d'îlot de fraîcheur est atténué par le ralentissement du vent.

L’arbre, source de fraîcheur estivale Les arbres matures jouent un rôle crucial dans le confort urbain. En plus de servir de bouclier contre les vents forts et de procurer de la fraîcheur estivale, ils laissent passer la lumière en hiver, contribuant ainsi à améliorer naturellement le confort visuel pour tous ceux qui ont la chance de les contempler.

L’importance de la lumière (Critère DGNB District)

La conception des espaces urbains doit s’envisager en veillant à un juste équilibre, permettant de prévenir la surchauffe estivale et de garantir le confort hivernal.

Durant les mois sombres, la luminosité devient primordiale, justifiant la création de places et de parcs bien éclairés, même pendant le jour le plus court de l'année.

Le référentiel DGNB district intègre ce principe, attribuant des points selon certains seuils. Ce critère s'harmonise idéalement avec la présence d'arbres, maximisant la lumière en hiver tout en agissant comme barrière contre le vent grâce à leurs troncs, et offrant une protection estivale grâce aux feuilles et à l'ombre.