Contexte : Le réchauffement climatique et l'effet d'îlot de chaleur urbain ont un impact direct sur la santé des habitants, sur les niveaux de pollution, sur la consommation d'énergie et sur la biodiversité. En raison de ces problèmes, une attention croissante est accordée à la gestion des espaces urbains de toutes sortes. La planification de la résilience climatique est un défi majeur pour la prochaine décennie.
Le département en sciences de l’information de la HEG Genève et le Laboratoire Énergie, Environnement & Architecture (LEEA) de l’HEPIA s’associent afin de créer MIDAS. Grâce à la fusion de l’ingénierie, des data science et des sciences de l’information, nous analysons les données climatiques du Grand Genève pour les transformer en outils de médiation scientifique (transfert des sciences vers les citoyens).
Le projet s'articule autour des 5 axes suivants:
1) Collecter des données
2) Analyser des données
3) Raconter des données
4) Communiquer les données
5) Faciliter les décisions
À la lumière de ces data stories, les citoyens seront en mesure de contribuer aux arbitrages relatifs à la planification urbaine et au développement en connaissant les risques climatiques. Les données deviendront des outils pour accompagner les décideurs dans leurs prises de décisions à court, moyen et long terme.
Responsable de projet HEG : René Schneider
Répondants HEPIA : Reto Camponovo, Peter Gallinelli
Les arbres sont fréquemment mis en avant comme stratégie écologique pour atténuer les effets du réchauffement des villes sous l'effet entre autre de la densification des centres urbains, à tel point qu'ils sont souvent assimilés à des "climatiseurs". Dans la réalité de nombreuses campagnes de mesures de terrain révèlent d’un effet de « refroidissement » de l’air bien plus contenu que celui auquel on pourrait s'attendre. Bien entendu ceci ne remet nullement en question les innombrables et uniques autres services écosystémiques délivrés par la végétation.
De toute évidence il demeure des inconnues autour des échanges thermiques et gazeux de l’arbre qui sont directement conditionnées par les écoulements d’air au sein et autour de ce dernier ainsi que par d’autres, dont par exemple le fait que l’augmentation des températures et du stress hydrique en ville entrainent généralement une baisse du taux de transpiration des arbres ou, d’une manière générale, la vitalité du végétal.
L’expérimentation :
MERA est une étude exploratoire qui s’intéresse à mieux comprendre les mécanismes d’échanges hygrothermiques se produisant à l’interface entre l’arbre lui-même et son environnement proche.
Les principaux objectifs à l’origine de cette étude exploratoire sont :
d’approfondir la connaissance concernant l’effet rafraîchissant de l’arbre
de comprendre la zone d’influence spatiale (de perception) de l’effet « rafraîchissant »
d’explorer des méthodes permettant de rendre visibles les mouvements convectifs gazeux générés par la présence d’un arbre.
Scientifiquement l’étude se situe à l’interface entre le monde de la biologie de l’arbre et celui de la microclimatologie urbaine. Une opportunité s’est créée avec des collègues de l’EPFL/WSL qui, intéressées par cette expérimentation développée par HEPIA, vont prendre en charge la mesure du flux d’eau dans l’arbre, alors qu’HEPIA développe les aspects microclimatiques. L’étude se base sur la mesure de terrain, rendue possible par la disponibilité de capteurs de précision de plus en plus petits, ainsi que par des dispositifs d’acquisition des mesures de grande capacité et résolution, spécialement pour le volet microclimat.
Objectif :
Mesurer l’évolution des grandeurs hygrothermiques au cœur et autour d’un arbre dans le but d’apporter une meilleure connaissance des échanges thermiques et hydriques en situation réelle et de l’apport en termes de confort climatique en fonction de son essence, des conditions environnementales et du climat.
Lieu :
Ville de Lancy, Place du 1er Août.
Premiers résultats:
Fig. 1 : Montage expérimental utilisé pour tester plusieurs abris accueillant les capteurs microclimatiques durant l'été 2022 : (a) abris traditionnels (de type Young), (b) abri artisanal #1 développé par HEPIA, (c) anémomètre à ultrasons mesurant la vitesse et la direction du vent, (d) abri artisanal #2 développé par HEPIA, et (e) abri Rotronic de référence, tel qu'utilisé par MétéoSuisse. En bas, le site test de Lancy où huit Platanus hispanica ont été équipés de capteurs de flux de sève et deux poteaux équipés de micro-capteurs climatiques en utilisant l'abri #1 développé par HEPIA (b) durant l'été 2022. A droite : différence de température de l'air à 1,5 m à plusieurs hauteurs (3,5m, 5,5m, 8,5m et 12m) dans la canopée de l'arbre et à 2m du pied de l'arbre.
Equipe de projet:
Reto Camponovo, Prof. HES, HEPIA/LECEA, chef de projet
Peter Gallinelli, Prof. ass., chercheur, HEPIA/LECEA
Charlotte Grossiord, Dr. Prof., EPFL/WSL
Illan Bourgeois, Dr. chercheur, EPFL/WSL
Partenaires:
Projet soutenu par l’OCAN, Service du paysage et des forêts et la Ville de Lancy, Service de l’environnement
Les arbres sont essentiels à la qualité de vie des citadins. Afin de remplir leur mission, les arbres doivent être en bonne santé, sans présenter de risques pour la population.
L’objectif de ce projet Innosuisse est de développer puis déployer un système de monitorage des arbres permettant l’analyse prédictive de leur santé et d’optimiser leurs soins.
Ce projet permet également de remplir plusieurs objectifs de développement durable (ODD) de l’Agenda 2030 auxquels les collectivités publiques devront répondre.
Le LEEA est impliqué en qualité de partenaire académique et de recherche principal en apportant ses compétences en métrologie, développement et conduite de environnementales embarquées et interprétation de données.
Partenaire de projet : Krebs Paysagistes SA
Responsable(s) projet
Eric Amos (HEPIA), Peter Gallinelli (HEPIA), Pascal Boivin (HEPIA), Lionel Chabbey (HEPIA), Marie Palman (HEPIA), Reto Camponovo (HEPIA)
Le Mantalogger est un dispositif de mesure et d'acquisition permettant d'améliorer significativement la connaissance du flux d'eau traversant un filet manta, un entonnoir flottant entre deux eaux qui écume la surface de l'océan en vue de collecter des débris de microplastiques en vue de leur analyse.
Au cours des nombreuses campagnes réalisées par l'ONG Aqualti en collaboration avec l'université Savoie Mt. Blanc, la connaissance du volume et de la surface filtrée passant dans le dispositif restait trop incertaine, notamment en raison du colmatage plus ou moins rapide du filet en présences de planctons.
Fort de son expérience en métrologie embarquée, le LEEA a développé un appareillage de mesure et d'acquisition autonome.
Le système se présente sous la forme d'un boitier étanche comprenant un ordinateur commandé via une interface tactile et de plusieurs capteurs (hauteur et flux d'eau à l'entrée du filet, température et géolocalisation). Une version avec moniteur de batterie et télémétrie a été développée pour une utilisation sur des drones aquatiques.
