Simulation de l'évaporation de l'eau dans les sols artificiels pour la régulation thermique des villes – SWEAT-CITY

Le réchauffement climatique et l'augmentation des événements extrêmes qui y sont liés impliquent que les villes seront concernées par l'effet d'îlot de chaleur urbain (ICU) plus souvent et plus intensément.

Les chaussées couvrent entre 30 et 40 % des zones urbaines et sont identifiées comme ayant un effet important sur l'ICU. Des études montrent que deux phénomènes majeurs peuvent être utilisés et doivent être étudiés pour réduire l'effet des chaussées sur l'ICU : l'albédo et l'évaporation de l'eau. L'augmentation de l'albédo a un effet bénéfique sur la température de surface des chaussées mais augmente le rayonnement sur les surfaces verticales de la ville. La présente proposition se concentre sur l'effet de l'évaporation de l'eau sur l'ICU.
Les recherches sur ce sujet se sont multipliées ces dernières années, mais il n'existe que peu d'articles sur la simulation numérique. Cependant, l'évaporation des milieux poreux est un phénomène complexe de par sa géométrie, ses interactions entre la matrice et les fluides, le changement de phase, etc. Cette complexité conduit à des modèles macroscopiques avec de nombreux paramètres qui sont difficiles à obtenir expérimentalement et à optimiser.
L'objectif de la présente proposition est de développer un modèle numérique de chaleur et de masse qui prend en compte l'évaporation dans un matériau de construction. Le modèle est basé sur une approche multi-échelle combinant les capacités de la méthode Lattice Bolzman à l'échelle du pore et des éléments finis à l'échelle macro. Des expériences seront réalisées à différentes échelles pour valider les modélisations. Enfin, les expériences en situation réelle simulée dans l'équipement Sense City seront réalisées et simulées pour apporter une validation finale aux modèles.