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Un SIG 3D pour l’analyseenvironnementale des projetsurbains

CERMA – Ecole d’Architecture de Nantes

RICARDOSIG 2D pourapplications urbaines

Ajouts defonctionnalités

cartographiques àSOLENE

État de l’art surles SIG 3D

PartenariatESRI France

Développement d’une plate-forme SIG3D environnementale urbaine

Projet ADEME-OPATBProjet GPV MALAKOFFProjet RGCU ADEQUA

Projet CONCERTOProjet IRSTV

1980 1985 1990 2000 2002 2003

L’axe SIG au CERMA

…

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• Faciliter l’intégration des données sur les enveloppes desbâtiments (issues de l’observation ou de la simulation)

• Faciliter l’analyse des propriétés environnementales desenveloppes et des espaces extérieurs

• Faciliter le dialogue et la concertation

• Faciliter le suivi et le bilan des opérations

La gestion environnementale des projets urbains

Les données environnementales

Apports énergétiquesConfort intérieurIntégration de dispositifs …

Confort dans les espaces extérieursVentilation naturelleAspects énergétiques …

Exposition au bruitConfort intérieurInteraction ventilation naturelle …

Servitudes visuelles (patrimoine)Intégration de dispositifs solairesPaysage urbain …

Solaires

Aérodynamiques

Sonores

Visuelles

…

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Nécessité de la troisième dimension

SGBDSGBD

SIGCERMAC#, Geotools.net

Fichiersde

Formes

Fichiersde

Formes

ArcGISArcGIS

ArcSceneArcSceneArcMapArcMapArcPadArcPad

ArcObjectArcObject

Logiciels deLogiciels desimulationsimulation

SolaireSolaireAAéérauliqueraulique

EnergEnergéétiquetiqueSonoreSonore

Relevés in Situ

SIGCERMAIHM

Vers un SIG 3D environnemental

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SIG_Façade

SIG_Niveau

SIG_Bâtiment

SIG_Paroi

SIG_ElementParoi

1

1

*

*1

1

1

**

*

Modèle de données

Niveau 0

Niveau 1

Niveau 2

Niveau 3

Paroi de type Toit

Niveau

Paroi de type Sol

Paroi Externe

Paroi Mitoyenne

Elément de Paroi

Fichiers de formes : modélisation B-REP (Indépendant du système de visualisation)

Représentation géométrique

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IDPériode de constructionHauteurNombre d’étagesOccupationType de constructionType de toitType de façadePourcentage de vitrageÉtat de l’enveloppe

Intégration des données bâtiments

Reconstruction

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Intégration de scènes 3D

• SOLENE : simulations solaires et énergétiques

• GAMBIT / FLUENT : simulations aérodynamiques

• SOUNDPLAN : simulations sonores

• EXTENSIONS ARC GIS : calculs de visibilité 3D

• [ENERGY+] : simulations de consommations énergétiques

Intégration des résultats de simulation

Couplage SIG-simulateurs

SIG SimulateursDonnées géométriques etattributaires

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Intégration d’autres données

Relevés in situ• Identité sonore

• Valeur patrimoniale

• Consommations énergétiques

• …

Données tierces• Données socio-économiques

• Données statistiques

• Enquêtes

• …

• Information attributaire• grandeurs physiques et/ou des états constatés

• s’appliquent à toute l’entité géométrique (paroi, bâtiment, niveau …)

• Information planaire• grandeurs physiques et/ou des états constatés

• s’appliquent à une partie de l’entité géométrique (point, zone …)

• Information volumique• grandeurs physiques et/ou des états constatés

• s’appliquent à un point quelconque de l’espace, indépendamment des entités

• Illustrations

• images, films, sons …

• sont associées à une entité géométrique ou à un point discret de l’espace

Modalités d’intégration dans le système

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300 minutes

0

Paroi P niveau N bâtiment B

Durées d’ensoleillement

Ecart typeMoyenne Min Max

21 Décembre - AM

21 Mars - AM

21 Juin - AM

PM

PM

PM

Du planaire à l’attributaire

Données solaires attributaires

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Projection sur les façades

Coupe dans le champ de valeurs

Du volumique au planaire

• Représentations graphiques / textuelles

• Requêtes spatiales

• Requêtes attributaires

Exploitation des données

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Fiches descriptives

Durées d’ensoleillementle 21 décembre entre 8h et 16h

Cartographie 3D

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Vitesse du vent

5 m/s

0

Communication

250°

Zones d’inconfortprobable

Ensoleillement inférieur à 2heures en hiver et vitessesde vent supérieures à 4m/sdans la direction Nord-Est

Requêtes spatiales

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Requêtes attributaires

Requête solaire

Parois exposées plus de 2 heures en hiver et moins de 6 heures en été

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• Meilleure reconstruction 3D :– Éléments de paroi significatifs

– Import BDTopo et autres bases existantes

– Toits …

• Interfaçage avec d’autres outils de simulation

• Nouveaux modes de visualisation des données spatio-temporellesdans des scènes urbaines 3D denses

• Validation de la pertinence de l’outil dans de nouveaux projets :– ADEQUA

– CONCERTO

– OPATBs …

Développements envisagés