Ombrières saisonnières à Paris : quand design et ingénierie s'allient pour le confort climatique urbain
L’un des défis majeurs de notre siècle à l’échelle mondiale est la lutte contre le dérèglement climatique. Les rapports du GIEC font l’état des lieux de la situation actuelle, listent les changements climatiques futurs et les risques associés, et proposent des réponses immédiates, à long terme et par secteur.
A l’échelle nationale, la France a mis, et continue de mettre en place, différentes stratégies pour traiter l’ensemble de ces enjeux environnementaux en lien avec les questions sociales, politiques, économiques, etc. La Trajectoire de Réchauffement de référence pour l’Adaptation au Changement Climatique (la TRACC) fixe une cible commune d’adaptation et visant à préciser à quoi s’adapter en termes de climat durant le 21è siècle.
A l’échelle locale, la Ville de Paris a elle aussi mis en place différentes stratégies comme le PLU bioclimatique, le Plan Climat, et Paris s’adapte. Ce dernier programme prévoit la mise en place de solutions concrètes pour améliorer la qualité de vie des Parisiennes et Parisiens avec notamment la création de 1400 lieux de fraicheur, le développement de points d’eaux, d’ombrages, une végétalisation des espaces publics et la rénovation énergétique de logements sociaux.
En 2024, la ville de Paris publie un appel d’offre pour la conception et le développement d’une gamme d’ombrières saisonnières. Le projet des ombrières s’inscrit donc dans ce contexte global et environnemental, avec une ambition spécifique de proposer du mobilier urbain afin de s’adapter aux vagues de chaleur tout en limitant le recours à la climatisation.
FIGURE 1 : Perspective des ombrières sur la place de l’Opéra (©Alexandre Moronnoz)
Elioth soutient les acteurs du secteur dans la conception et la rénovation de bâtiments adaptés, ainsi que dans la transformation du paysage urbain en tenant compte des enjeux climatiques. Elioth a participé à la cet appel à projet mais le design n’a finalement pas été retenu par la ville de Paris.
La gamme d’ombrières conçue par Alexandre Moronnoz et Sineu Graff présente trois tailles différentes pour s’adapter aux besoins et au contexte local. Parmi les emplacements potentiels identifiés par la ville de Paris, on trouve des parcs publics, des grandes et petites places, ainsi que des rues aux écoles (projet de piétonisation et de végétalisation de voies aux alentours d’écoles à Paris). Chaque site présente des exigences et des contraintes spécifiques auxquelles les ombrières devaient répondre. Conçues pour simplifier l’entretien, l’installation et le démontage, ces structures se déclinent en deux matérialités différentes : un toit en tasseaux de bois et une version combinant des tasseaux de bois avec une toile. Une proposition d’intégration d’un revêtement clair et permanent sous l’ombrière a été faite afin d’augmenter l’albédo, dans le but de réduire la chaleur emmagasinée au sol et d’améliorer le confort thermique.
FIGURE 2 : Design de l’ombrière (©Alexandre Moronnoz)
FIGURE 3 : Proposition de revêtement de sol clair permanent (©Alexandre Moronnoz)
FIGURE 4 : La gamme d’ombrières présentée (©Alexandre Moronnoz)
Comment étudier et traiter le confort thermique extérieur ?
Le confort thermique extérieur est une notion plus complexe que le confort intérieur, où les conditions thermiques et hygrométriques sont relativement maîtrisées. À l’extérieur, le corps humain interagit par rayonnement avec divers éléments environnants tels que le ciel, les revêtements de sol et les façades des bâtiments. L’indicateur de confort UTCI (Indice Universel de Climat Thermique) évalue le confort thermique des usagers en extérieur en se basant sur des données d’entrée telles que la température radiante moyenne des objets environnants, la proportion du corps exposée au soleil, la température de l’air, la vitesse du vent et l’humidité. Grâce à ces données, l’UTCI fournit une valeur permettant de situer, à un instant donné, le confort thermique de l’usager sur l’échelle suivante :
FIGURE 5 : Echelle de l’indicateur UTCI
Pour faciliter la visualisation et la compréhension du phénomène de confort thermique extérieur, les équipes d’Elioth ont créé un outil paramétrique. En ajustant les données d’entrée, il est possible de visualiser les résultats de l’UTCI, de la température radiante moyenne et de l’irradiation dans la zone d’étude. Cet outil intègre les résultats de plus de 200 simulations réalisées avec différents paramètres d’entrée :
– matérialité de la toiture ;
– couleur de la toiture ;
– couleur du revêtement de sol ;
– type de contexte, la vitesse du vent ;
– orientation de l’ombrière ;
– taille de l’ombrière.
FIGURE 6 : Outil paramétrique de visualisation et conception
Chez Elioth, les études paramétriques sont couramment employées en raison de leur capacité à explorer de nombreuses options de conception grâce à leur exhaustivité. Parmi les autres applications développées, on trouve le dimensionnement des brises-soleil, en tenant compte de leur espacement, profondeur et inclinaison, tout en minimisant leur impact carbone et en optimisant leur efficacité. Les études sont effectuées à l’aide de modèles géométriques 3D créés avec Rhinoceros, en utilisant des scripts pour mener des analyses paramétriques. Les résultats sont visualisés sur la plateforme Design Explorer.
Il est important de souligner que ces études, malgré leur apparente complexité, jouent un rôle crucial dans la simplification et la concrétisation des analyses techniques réalisées en bureau d’études techniques (BET). Elles offrent une visualisation claire de données souvent limitées à des représentations numériques, ce qui facilite les échanges entre les différents acteurs de la maîtrise d’œuvre (MOE) en permettant une compréhension immédiate de l’impact sur le projet.
Un exemple d’application de la méthode paramétrique
Sur le projet de rénovation de l’école Polytechnique Renov’x, l’approche paramétrique a permis d’optimiser finement la géométrie des protections solaires. Différents scénarios ont été étudiés en faisant varier la hauteur, la profondeur et l’espacement des lames. L’objectif était de trouver un équilibre entre réduction des apports solaires estivaux, pour améliorer le confort d’été des usagers, et maintien des apports solaires en hiver, afin de limiter l’impact sur les besoins en chauffage. Cette démarche itérative a ainsi guidé le choix d’une configuration performante, adaptée au contexte du bâtiment et aux ambitions énergétiques du projet.
FIGURE 7 : Paramètres de dimensionnement des brise-soleil
FIGURE 8 : Outil paramétrique de conception des brises-soleil
FIGURE 9 : Perspective des brises-soleil positionnées au Sud devant le grand hall de l’école
Pour conclure...
Les ombrières saisonnières à Paris démontrent que la rencontre entre design, architecture et ingénierie n’est pas seulement une question d’esthétique, mais bien une réponse concrète aux enjeux climatiques urbains. En intégrant des outils d’analyse et de simulation avancés, ces projets offrent une vision renouvelée de l’espace public, où le confort thermique devient un critère central de conception.
Au-delà de l’expérimentation parisienne, ces approches ouvrent des perspectives pour repenser la ville de demain : une ville capable de s’adapter aux vagues de chaleur, d’améliorer la qualité de vie des habitants et de proposer des solutions sobres en énergie. Si Paris sert aujourd’hui de laboratoire, d’autres territoires pourront s’en inspirer pour inventer leurs propres dispositifs adaptés à leurs contextes climatiques et culturels.
En ce sens, les ombrières saisonnières ne sont pas seulement du mobilier urbain innovant, mais l’illustration d’un changement plus large : celui d’une ingénierie au service d’une ville résiliente, inclusive et durable.
Lila REBAUDIERES
Ingénieur chargée d'études
Vitali CAPLAIN
Directeur du pôle Environnement
Coline MARTY
Cheffe de projet
Hélène AVRIL
Directrice de projet
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