FR

La prise en considération des enjeux climatiques dans une phase préliminaire de la conception urbaine exige des outils d’aide à la conception, faciles à utiliser, rapides à exécuter, en harmonie avec le fonctionnement itératif de la conception. L’objectif de cette thèse est ainsi de produire un outil simple à utiliser en phase de design urbain permettant la prévision de l’écoulement du vent, à une échelle locale et à hauteur de piéton, à partir des caractéristiques morphologiques urbaines. Pour satisfaire cet objectif nous nous attachons dans un premier temps à produire une lecture de la forme urbaine adaptée aux problématiques de vent dans la ville. Cette lecture se fait via la construction d’un squelette du vide urbain. Ce squelette est ensuite rendu porteur d’informations qui viennent documenter les différentes composantes urbaines et leurs caractéristiques morphologiques. Pour cela, nous avons sélectionné plusieurs dizaines d’indicateurs morphologiques calculés à différentes échelles, susceptibles de prendre en compte des effets du vent en ville. Au final, nous disposons ainsi d’un outil qui permet à la fois de lire la ville dans une approche physiologique qui divise les composantes urbaines en systèmes d’éléments unitaires de même nature et d’embarquer des informations morphologiques. Cette approche dynamique pour parcourir le vide urbain est aussi une approche d’analyse orientée champs pour capter et mesurer l’espace urbain au niveau d’un ensemble de capteurs virtuels ponctuels issus de l’échantillonnage du squelette. La démonstration de l’efficience des outils et méthodes proposés est faite pour trois types d’applications.

La première montre que le squelette informé peut être utilisé pour inférer une information à caractère global à partir de capteurs locaux. Nous avons ainsi produit des profils et signatures morphologiques de quartiers qui ouvrent des perspectives intéressantes pour établir des typologies de quartiers relativement à leur forme, non plus à partir d’indicateurs moyens mais à partir de profils de distribution des valeurs des indicateurs.

Dans la seconde application, nous montrons qu’il est possible, grâce à l’outil et aux indicateurs dynamiques créés, de distinguer différentes zones du vide urbain (des zones de jonction, des zones de collection, des zones de canalisation) et identifier les impasses et autres anfractuosités de l’espace.

Enfin dans la troisième application, nous montrons que le squelette informé et sa capacité d’analyse statique et dynamique de la forme peuvent être exploitées pour nous renseigner sur la distribution du vent en ville. La tentative de production d’une carte de la variation de nos indicateurs susceptibles de représenter la vitesse du vent, à partir de l’information morphologique, montre qu’appliquer une distinction entre les zones de canalisation ou les zones de collection apporte un plus dans l’analyse du vent en ville. En effet, les indicateurs les plus à même de représenter les variations de la vitesse de vent ne sont pas forcément les mêmes dans ces zones.

EN

Considering climate issues in an early phase of urban design requires design tools that are easy to use, quick to execute, and in line with the iterative process of designing. This thesis aims to create a simple tool to be used during the urban design phase to predict wind flows on a local scale and at the pedestrian level, based on urban morphological characteristics.

To meet this objective, we first provided a reading of urban forms that was adapted to the question of wind in the city. This reading occurs through the construction of an urban vacuum skeleton. The skeleton then carries information to document the different urban components and their morphological characteristics. To this end, we selected a series of morphological indicators that were calculated on different scales and are likely to take into account the wind effects in the city. Ultimately, we thus have a tool that allows both to read the city through a physiological approach dividing the urban components into systems of unitary elements of the same nature, and to embed the morphological information. The dynamic approach to cross the urban vacuum is also a field-oriented analytical approach to capture and measure the urban space at the level of a set of punctual virtual sensors whose skeleton is sampled. Demonstrating the efficient of the tools and methods proposed was adapted to three types of applications. The first demonstrates that the informed skeleton can be used to infer global information from local sensors. Therefore, we have produced the profiles and morphological signatures of neighbourhoods that open up interesting prospects to establish typologies of neighbourhoods according to their form, no longer based on average indicators but on profiles of value distribution of the indicators. The second application demonstrates that the tool and the dynamic indicators created can help to distinguish different areas of urban vacuum (junction, collection, channelling) and to identify dead-ends and other anfractuosities of the space. Lastly, the third application shows that the informed skeleton and its capability of static and dynamic analysis of the form can be used to learn about the wind distribution in the city. The attempt to generate a map on the variation of the indicators that can represent the velocity of the wind, based on the morphological information, shows that applying a distinction between channelling areas and collection areas represents an added value to analyse the wind in the city. Indeed, the indicators that are the most likely to represent variations in wind velocity are not necessarily the same in these areas.