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Start Over Author "Jérémy Bernard" Topic 010504 meteorology & atmospheric sciences
10 results on '"Jérémy Bernard"'

1. GeoClimate: a Geospatial processing toolbox for environmental and climate studies

Author

Camille Noûs, Elisabeth Le Saux Wiederhold, Sylvain Palominos, Erwan Bocher, Jérémy Bernard, François Leconte, Gwendall Petit, Equipe DECIDE (Lab-STICC_DECIDE), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), University of Gothenburg (GU), Université de Bretagne Sud (UBS), Laboratoire d'Etude et de Recherche sur le Matériau Bois (LERMAB), Université de Lorraine (UL), and Laboratoire Cogitamus

Subjects
Geospatial analysis, [INFO.INFO-DB]Computer Science [cs]/Databases [cs.DB], 010504 meteorology & atmospheric sciences, Land use, business.industry, Environmental resource management, Energy consumption, Land cover, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, 010501 environmental sciences, 15. Life on land, computer.software_genre, 01 natural sciences, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Field (geography), 13. Climate action, 11. Sustainability, Impervious surface, Environmental science, Climate model, Urban heat island, business, computer, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

International audience; Human activities induce changes on land use and land cover. These changes are most significant in urban areas where topographic features (e.g., building, road) affect the density of impervious surface areas and introduce a range of urban morphological patterns. Those characteristics impact the energy balance and modify the climate locally (e.g., inducing the so-called Urban Heat Island phenomenon).Therefore, there is a need for georeferenced morphological indicators as well as urban classifications (such as Local Climate Zones) that can be directly used for planning or as inputs of climate models. GeoClimate is dedicated to this purpose: it converts raw geographical data (OpenStreetMap and French BDTopo) into indicators useful for climate applications (sky view factor, vegetation fraction, etc.) However, its application is not limited to the climate field.The indicators calculated in GeoClimate can also be used for other diagnostic or planning purposes: studying the territory fragmentation, the influence of the urban fabric on pollution (noise or air chemical transport), the energy consumption, etc. GeoClimate is available as free and open source geospatial software.

Published
2021
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2. Caractérisation du tissu urbain français pour la modélisation du climat urbain et de son interaction avec la consommation énergétique dans les bâtiments

Author

Margot Pellegrino, Alexandre Amossé, Christine Plumejeaud, Nathalie Tornay, Valéry Masson, Nathalie Long, Julia Hidalgo, Erwan Bocher, Serge Faraut, Alexis Bourgeois, Thomas Gardes, Jean-Pierre Lévy, Marine Goret, Jérémy Bernard, Marion Bonhomme, Gwendall Petit, Cyril Poitevin, Robert Schoetter, Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de recherche en architecture (LRA), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-École nationale supérieure d'architecture de Toulouse (ENSA Toulouse), Lab-STICC_CNRS_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Techniques, Territoires et Sociétés (LATTS), Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LIttoral ENvironnement et Sociétés (LIENSs), La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire Solidarités, Sociétés, Territoires (LISST), École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville (ENSFEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LAB'URBA (LAB'URBA), Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-École nationale supérieure d'architecture de Toulouse (ENSA Toulouse), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMRi 7266 (LIENSs), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville (ENSFEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMR 7266 (LIENSs), Météo France-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
changement climatique, [INFO.INFO-DB]Computer Science [cs]/Databases [cs.DB], 010504 meteorology & atmospheric sciences, matériaux de construction, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, TEB (Town Energy Balance, ICU (îlot de chaleur urbain), [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, paramétrisation, morphologie, 13. Climate action, 11. Sustainability, ville, consommationénergétique, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, attenuation, 0105 earth and related environmental sciences, climat urbain
Abstract

International audience; This article presents the construction of a dataset describing French cities in terms of morphology, construction materials, and human behaviour related to building energy consumption. It describes an improvement of the urban climate model TEB to take into account the variety of building use and human behaviour at district scale. These developments are useful for modeling the urban climate and its interaction with building energy consumption and can help to better quantify the effect of climate change mitigation and adaptation measures in French cities.; Cet article présente l'assemblage d'un jeu de données caractérisant les villes françaises en termes de morphologie, matériaux de construction et comportements énergétiques. Il expose une amélioration du modèle de climat urbain TEB pour prendre en compte une variété d'usages et de comportements énergétiques à l'échelle du quartier. Ces développements permettent de modéliser le climat urbain et son interaction avec la consommation énergétique dans les bâtiments et aideront à mieux quantifier l'effet de mesures d'atténuation et d'adaptation face au changement climatique dans les villes françaises.

Published
2019
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3. Outdoor Air Temperature Measurement: A Semi-Empirical Model to Characterize Shelter Performance

Author

Marjorie Musy, Erwan Bocher, Pascal Keravec, Jérémy Bernard, Benjamin Morille, Isabelle Calmet, Lab-STICC_CNRS_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville - FR 2488 (IRSTV), Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-EC. ARCHIT. NANTES-Université d'Angers (UA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de recherche en Hydrodynamique, Énergétique et Environnement Atmosphérique (LHEEA), École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Soleneos, Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (GeM), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Equipe-projet BPE (Cerema Equipe-projet BPE), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), and This work was partly funded by the French Environment and Energy Management Agency (ADEME)and the French region 'Pays de la Loire'

Subjects
Atmospheric Science, Semi empirical model, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, Mean squared error, Energy balance, shelter intercomparison, [SDU.STU.ME]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Meteorology, 01 natural sciences, Physics::Geophysics, 010309 optics, 0103 physical sciences, Linear regression, response time, lcsh:Science, 0105 earth and related environmental sciences, empirical modeling, Observational error, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, Response time, Regression, Physics::History of Physics, 13. Climate action, air temperature correction, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Air temperature, Environmental science, lcsh:Q, measurement error
Abstract

International audience; Shelters used to protect air temperature sensors from solar radiation induce a measurement error. This work presents a semi-empirical model based on meteorological variables to evaluate this error. The model equation is based on the analytical solution of a simplified energy balance performed on a naturally ventilated shelter. Two main physical error causes are identified from this equation: one is due to the shelter response time and the other is due to its solar radiation sensitivity. A shelter intercomparison measurement campaign performed by the World Meteorological Organization (WMO) is used to perform a non-linear regression of the model coefficients. The regression coefficient values obtained for each shelter are found to be consistent with their expected physical behavior. They are then used to simply classify shelters according to their response time and radiation sensitivity characteristics. Finally, the ability of the model to estimate the temperature error within a given shelter is assessed and compared to the one of two existing models (proposed by Cheng and by Nakamura). For low-response-time shelters, our results reduce the root mean square error by about 15% (0.07 K) on average when compared with other compensation schemes.

Published
2019
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4. How to Design a Park and Its Surrounding Urban Morphology to Optimize the Spreading of Cool Air?

Author

Benjamin Morille, Jérémy Bernard, Xueyao Zhang, Auline Rodler, Lab-STICC_CNRS_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville - FR 2488 (IRSTV), Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-EC. ARCHIT. NANTES-Université d'Angers (UA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Equipe-projet BPE (Cerema Equipe-projet BPE), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), Ambiances, Architectures, Urbanités (AAU ), École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche nantais Architectures Urbanités (CRENAU), and École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, micro-climate simulations, Urban morphology, 010501 environmental sciences, Computational fluid dynamics, Atmospheric sciences, Urban area, 01 natural sciences, Wind speed, urban morphology, 11. Sustainability, Urban heat island, lcsh:Science, micro-climate simulations 14, 0105 earth and related environmental sciences, geography, Natural convection, geography.geographical_feature_category, [SPI.GCIV.CD]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering/Construction durable, business.industry, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, park cool island, urban cooling, Aspect ratio (image), 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Air temperature, Environmental science, lcsh:Q, business
Abstract

International audience; Green areas induce smaller increases in the air temperature than built-up areas. They can offer a solution to mitigating the urban heat island impacts during heat waves, since the cool air generated by a park is diffused into its immediate surroundings through forced or natural convection. The purpose of this study is to characterize the effect of several variables (park size, morphology of surrounding urban area, and wind speed) on the spreading of cool air. A parametric study is performed to run computational fluid dynamics simulations. The air temperature entering the computational domain was set at 35 °C, and the 2-m high surface included within the 34 °C isotherm was defined as an indicator of cool air spreading. The effects of park shape and orientation were negligible in comparison with size effects. The number of buildings was better correlated with the cooled surface area than the typical urban parameters identified in the literature (i.e., building density, aspect ratio, or mean building height). Since the number of buildings is obviously related to the number of streets, this result suggests that the greater the number of streets around a park, the wider the area that cool air spreads.

Published
2018
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5. Sky View Factor Calculation in Urban Context: Computational Performance and Accuracy Analysis of Two Open and Free GIS Tools

Author

Erwan Bocher, Gwendall Petit, Jérémy Bernard, Sylvain Palominos, Lab-STICC_CNRS_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_UBS_CID_DECIDE, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), ANR-13-VBDU-0004,MApUCE,Modélisation Appliquée et droit de l'Urbanisme : Climat urbain et Énergie(2013), European Project: Grant No. 690462,URCLIM, Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)

Subjects
Atmospheric Science, Geographic information system, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Computer science, Computation, morphological indicator, Context (language use), 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Standard deviation, GeneralLiterature_MISCELLANEOUS, 11. Sustainability, open science, urban climate, lcsh:Science, 0105 earth and related environmental sciences, Block (data storage), City block, business.industry, sky view factor, computer.file_format, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, Grid, GIS, local climate zone, lcsh:Q, Raster graphics, business, computer, Algorithm, LCZ
Abstract

The sky view factor (SVF) has an important role in the analysis of the urban micro-climate. A new vector-based SVF calculation tool was implemented in a free and open source Geographic Information System named OrbisGIS. Its accuracy and computational performance are compared to the ones of an existing raster based algorithm used in SAGA-GIS. The study is performed on 72 urban blocks selected within the Paris commune territory. This sample has been chosen to represent the heterogeneity of nine of the ten Local Climate Zone built types. The effect of the algorithms&rsquo, input parameters (ray length, number of directions and grid resolution) is investigated. The combination minimizing the computation time and the SVF error is identified for SAGA-GIS and OrbisGIS algorithms. In both cases, the standard deviation of the block mean SVF estimate is about 0.03. A simple linear relationship having a high determination coefficient is also established between block mean SVF and the facade density fraction, confirming the results of previous research. This formula and the optimized combinations for the OrbisGIS and the SAGA-GIS algorithms are finally used to calculate the SVF of every urban block of the Paris commune.

Published
2018
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6. A geoprocessing framework to compute urban indicators: The MApUCE tools chain

Author

Gwendall Petit, Erwan Bocher, Sylvain Palominos, Jérémy Bernard, Lab-STICC_CNRS_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_UBS_CID_DECIDE, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), ANR-13-VBDU-0004,MApUCE,Modélisation Appliquée et droit de l'Urbanisme : Climat urbain et Énergie(2013), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)

Subjects
Atmospheric Science, SQL, Geospatial analysis, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Computer science, Geography, Planning and Development, 010501 environmental sciences, Environmental Science (miscellaneous), computer.software_genre, 01 natural sciences, Local Climate Zone, Urban planning, Urban climate, 11. Sustainability, Urban Heat Island, Morphological indicators, 0105 earth and related environmental sciences, computer.programming_language, Geoprocessing, Spatial intelligence, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, Open source, GIS, Data science, Urban Heat Islands, Urban Studies, Reference data, Open data, computer
Abstract

International audience; A growing demand from urban planning services and various research thematics concerns urban fabric characterization. Several projects (such as WUDAPT) are currently lead in the urban climate field to answer this demand. However there is currently a need to propose standardized methods to calculate urban indicators and to automatically classify the urban fabric for any city in the world as well as to propose platforms to share these methods and the associated results. Our contribution answers partially to this challenge. A total of 64 standardized urban morphological indicators are calculated for three scales of analysis: building, block and a reference spatial unit (RSU). A supervised classification is performed for the building and the RSU scales using a regression trees model based on these indicators and on 10 urban fabric typological classes defined by urbanists and architects. A processing chain is proposed to realize indicator calculation and urban fabric classification for any french municipality according to reference data provided by the French National Geographical Institute (IGN). Spatial reasoning and morphological indicators description are formalized with SQL language and statistical analysis is carried out with R language. Finally a geoprocessing framework based on free and open source softwares, conform to the Open Geospatial Consortium (OGC) standards and ready to serve open data is built. Indicators values and classification results for 6% of the french municipalities (corresponding to 41% of all french buildings) are available through a web cartographic portal by any person interested in such analysis.

Published
2018
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7. A pavement-watering thermal model for SOLENE-microclimat: development and evaluation

Author

Jérémy Bernard, Hervé Andrieu, Benjamin Morille, Marjorie Musy, Marie-Hélène Azam, Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (GeM), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville - FR 2488 (IRSTV), Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-EC. ARCHIT. NANTES-Université d'Angers (UA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Direction Ouest (Cerema Direction Ouest), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Ambiances, Architectures, Urbanités (AAU ), École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche nantais Architectures Urbanités (CRENAU), École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Equipe-projet BPE (Cerema Equipe-projet BPE), Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Université de La Rochelle (ULR)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes (UN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-Université d'Angers (UA), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)

Subjects
Hydrology, Atmospheric Science, [SHS.ARCHI]Humanities and Social Sciences/Architecture, space management, [SPI.GCIV.CD]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering/Construction durable, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Convective heat transfer, Geography, Planning and Development, Evaporation, Flux, 010501 environmental sciences, Environmental Science (miscellaneous), 01 natural sciences, 6. Clean water, Urban Studies, Heat flux, 13. Climate action, Urban climate, Latent heat, 11. Sustainability, Environmental science, Urban heat island, Surface runoff, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

International audience; In a dense urban area, pavement watering could be a solution to mitigate the Urban Heat Island. For now, mainly experimental studies have been used to evaluate watering techniques. In this study, a soil model dedicated to pavement watering has been developed within the urban climate model SOLENE-Microclimat. This watering model is presented and evaluated via a measurement campaign performed on an asphalt car park during hot days. The measurements campaign reveals that the surface cooling is mainly due to evaporation (80%). However, under warm conditions, the heat flux exchanged between the runoff water and the surface should also be modelled. Indeed, watering events are modelled through a runoff convective heat flux and a latent heat flux. The mean daily RMSE between estimated and observed surface temperature is 1.04 °C, 0.86 °C, 0.66 °C, 0.35 °C and 0.21 °C.

Published
2018
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8. Radiative and heat storage properties of the urban fabric derived from analysis of surface forms

Author

Marjorie Musy, Hervé Andrieu, Erwan Bocher, Isabelle Calmet, Anne Bernabé, Pascal Keravec, Jean Michel Rosant, Jérémy Bernard, Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville - FR 2488 (IRSTV), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Université de La Rochelle (ULR)-EC. ARCHIT. NANTES-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de recherche en Hydrodynamique, Énergétique et Environnement Atmosphérique (LHEEA), École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche méthodologique d'architecture (CERMA), Ambiances architecturales et urbaines (AAU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-École Centrale de Nantes (ECN), Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Université de Modène et de Reggio d'Émilie, Centre de recherche nantais Architectures Urbanités (CRENAU), Ambiances, Architectures, Urbanités (AAU ), École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Région Pays de la Loire (projet régional URBIO), FranceAgence de Maîtrise de l'Energie et de l'Environnement, France, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Nantes (ECN), Université de La Rochelle (ULR)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes (UN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-Université d'Angers (UA), and Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-EC. ARCHIT. NANTES-Université d'Angers (UA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Earth's energy budget, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, 020209 energy, Urban heat island, Geography, Planning and Development, Geographical indicator, Climate change, 02 engineering and technology, Environmental Science (miscellaneous), Thermal energy storage, 01 natural sciences, [SHS]Humanities and Social Sciences, [SPI]Engineering Sciences [physics], City block, 11. Sustainability, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Radiative transfer, Urban climate, Climatic map, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, Albedo, Urban Studies, 13. Climate action, Climatic indicator, Climatology, Geographical information system, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, Scale (map)
Abstract

International audience; Radiative balance and heat storage capacity modifications play a major role in urban heat island formation. Urban shape determines the receipt and loss of radiation and consequently the heat storage potential, thus resulting in a higher air temperature.In order to analyze the interactions between climate and urban shape, the territory is partitioned from the road network into elementary areas: the city blocks.Nine geographical and two climatic indicators are computed at city block scale. The geographical ones are produced thanks to OrbisGIS platform from geographical data supplied by the French IGN. The first climatic indicator, the urban albedo, is computed from solar simulations with Solene model on 230 city blocks to characterize the radiative balance. The second one, the air temperature time shift, is calculated from three years of measurements between eight city blocks and a reference sites to characterize the heat storage properties of the urban fabric.Relationships between those climatic and geographical indicators are investigated using linear regression analysis. Facade density is the geographical indicator which best explains both radiative and heat storage properties at city block scale. From the relationships identified previously and geographical data, climatic maps are produced to assess urban vulnerability to climate change

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2015
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9. Urban heat island temporal and spatial variations: Empirical modeling from geographical and meteorological data

Author

Marjorie Musy, Jérémy Bernard, Pascal Keravec, Isabelle Calmet, Erwan Bocher, Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville - FR 2488 (IRSTV), Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-EC. ARCHIT. NANTES-Université d'Angers (UA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche nantais Architectures Urbanités (CRENAU), Ambiances, Architectures, Urbanités (AAU ), École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Equipe-projet BPE (Cerema Equipe-projet BPE), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), Laboratoire de recherche en Hydrodynamique, Énergétique et Environnement Atmosphérique (LHEEA), École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_CNRS_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de La Rochelle (ULR)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes (UN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-Université d'Angers (UA), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Nantes (ECN)

Subjects
Environmental Engineering, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, Geography, Planning and Development, 010501 environmental sciences, Sunset, 01 natural sciences, Normalized Difference Vegetation Index, Wind speed, Urban planning, Urban climate, 11. Sustainability, urban climate, empirical model, Urban heat island, 0105 earth and related environmental sciences, Civil and Structural Engineering, [SHS.ARCHI]Humanities and Social Sciences/Architecture, space management, Empirical modelling, Building and Construction, urban heat island, meteorological variable, 13. Climate action, Climatology, Environmental science, air temperature observation, Intensity (heat transfer)
Abstract

International audience; Urban air temperature varies along time and space. This contribution proposes a methodology to model these variations from empirical models. Four air temperature networks are implemented in three west France cities. The period [1.4-1.8] of a normalized night is investigated. Three empirical models are established, in order to predict temporal and spatial air temperature variation. They are gathered under the name of model group. Urban heat island (UHI) intensity is explained according to one temporal model using meteorological variables. Temperature spatial variations are explained from two models using geographical informations averaged in a 500 m radius buffer circle. The first one represents the mean UHI value for a given location, the second the variability of the UHI around its mean value. 32 model groups are calibrated from data sampled by one network. The accuracy of their estimations is tested comparing estimated to observed values from the three other networks. The most accurate model is identified and its performances are analyzed. Night-time UHI intensity variations are explained all along the year by wind speed and nebulosity values calculated after sunset. During spring and summer season UHI variations are mainly driven by Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) value whereas building density or surface density are predominant explicative variables during colder seasons. The model is finally applied to the city of Nantes during a summer night to illustrate the interest of this work to urban planning applications. Several warm areas located outside the city center are identified according to this method. Their high UHI value is mainly caused by their low NDVI value.

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2017
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10. A new urban soil model for SOLENE-microclimat: Review, sensitivity analysis and validation on a car park

Author

Marjorie Musy, Benjamin Morille, Jérémy Bernard, Marie-Hélène Azam, Fabrice Rodriguez, Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville - FR 2488 (IRSTV), Université de La Rochelle (ULR)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes (UN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-Université d'Angers (UA), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Direction Ouest (Cerema Direction Ouest), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), Ambiances, Architectures, Urbanités (AAU ), École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche nantais Architectures Urbanités (CRENAU), École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Nantes (ECN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-École nationale supérieure d'architecture de Grenoble (ENSAG)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Equipe-projet BPE (Cerema Equipe-projet BPE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), and Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-EC. ARCHIT. NANTES-Université d'Angers (UA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, Scale (ratio), 020209 energy, Geography, Planning and Development, Flux, 02 engineering and technology, Heat transfer coefficient, Environmental Science (miscellaneous), Thermal energy storage, 01 natural sciences, Heat transfer, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Urban soil model, Sensitivity (control systems), Urban heat island, Soil surface temperature, 0105 earth and related environmental sciences, [SHS.ARCHI]Humanities and Social Sciences/Architecture, space management, [SPI.GCIV.CD]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering/Construction durable, SOLENE-Microclimat, Thermal conduction, Urban Studies, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Environmental science
Abstract

International audience; The main purpose of this study is to propose a model that well reproduces the heat storage flux into urban ground as well as surface temperature evolution. For that purpose a complete bibliographic review is first achieved. Some lacks are identified and the methodology to define the model in agreement with the conclusions of the literature review is presented as well as the way to assess its performances. Three nodes distributions are proposed regarding ground temperature profiles using an analytic solution. A sensitivity study is achieved on a large number of parameters: the material properties, the size of the layers, the deep boundary condition, and the convective heat transfer coefficient. The model ability to reproduce heat conduction transfer is validated thanks to a measurement campaign realized on a large asphalt˚Corresponding parking lot during two clear and hot days. The RMSE between estimated and observed surface temperature is 0.75 0 C. The validation also include comparison with temperature at 4 different depths. The RMSE are 0.73 0 C, 0.48 0 C, 0.21 0 C and 0.06 0 C respectively at 5cm, 10cm, 34cm and 50cm. Performances obtained with the model using different nodes distributions are discussed and compared with results from the literature. The model presents better performances than most of others models applied in quite similar conditions. Finally, the application of the proposed model at a yearly scale demonstrates that the accuracy loss caused by the decrease of the nodes number depends on weather conditions. In particular, the most difficult days to simulate are clear and sunny days.

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2017
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