LA CONCEPTION URBAINE OPTIMISEE PAR LES SYSTEMES ENERGETIQUES HYBRIDES

Abstract

L'intérêt mondial croissant pour le changement climatique a entraîné une mobilisation politique en faveur de l'intégration des énergies renouvelables, lesquelles sont de plus en plus perçues comme une solution essentielle pour garantir un avenir durable. Étant donné que plus de 40 % de la consommation totale d'énergie primaire dans le monde et 24 % des émissions de gaz à effet de serre sont attribuables à l'environnement bâti, les professionnels et les chercheurs ont exploré l'intégration des technologies d'énergie renouvelable à petite échelle dans les zones urbaines. Cette thèse se penche sur la capacité des zones urbaines à générer de l'énergie renouvelable, en mettant l'accent sur trois catégories de structures résidentielles urbaines présentes dans le climat semi-aride de Guelma, en Algérie. L'attention est portée sur deux catégories de technologies renouvelables : l'énergie solaire photovoltaïque (PV) et l'énergie solaire thermique (ST). Une approche ascendante basée sur la modélisation énergétique à l'aide de CitySim Pro est utilisée pour analyser le potentiel solaire des formes urbaines et pour déterminer les configurations urbaines optimales pour l'implémentation de systèmes solaires hybrides PV/ST. Suite à une analyse approfondie de divers paramètres dans la littérature scientifique existante, cinq indicateurs essentiels ont été déterminés pour caractériser la morphologie des modèles sélectionnés. Les paramètres pris en compte sont la densité, la compacité, la couverture du site, le rapport hauteur des bâtiments/largeur de la rue et le coefficient d'occupation du sol. L'analyse de corrélation a révélé que la configuration urbaine exerce une influence notable sur la capacité de production d'énergie solaire hybride. Néanmoins, il convient de noter que les paramètres morphologiques exercent une influence distincte sur la production d'électricité photovoltaïque (PV) et solaire thermique (ST), ce qui se traduit par des effets différents sur ces deux types de production. En raison de l'absence d'une configuration urbaine optimale pour la production hybride, il semble que l'archétype des ensembles issus de l’intervention publique ou privé à cadre sociale des années 2000 soit un modèle approprié pour le contexte spécifique de Guelma. Ce modèle caractérise par une production d'électricité photovoltaïque élevée (992,25 kWh/m²/an) et une production solaire thermique baisse (193,2 kWh/m²/an). Les résultats obtenus sont en accord avec les conclusions des études précédentes, démontrant que les paramètres choisis présentent une corrélation significative avec les indicateurs de la technologie photovoltaïque et une corrélation faible avec la technologie solaire thermique. Les résultats indiquent que le déploiement de panneaux hybrides PV/ST sur une section de toit d'un bâtiment peut efficacement satisfaire ses exigences en matière d'énergie.