Vers un modèle thermo-hydrique de sol pour application urbaine : développement numérique et premières confrontations à des mesures de terrain.

CityVox est un modèle de microclimat urbain en cours de développement, visant à combiner la reconstruction géométrique issue de données LiDAR et la simulation physique des échanges thermiques et hydriques à l’échelle locale. La démarche consiste à construire et valider progressivement chaque composant du modèle. Le premier bloc étudié concerne le sol, où les transferts de chaleur et d’humidité conditionnent fortement la température de surface. Dans ce modèle, l’équation de la chaleur et l’équation de Richards (forme mixte) sont résolues séparément à l’aide d’un schéma implicite en différences finies et de l’algorithme tridiagonal de Thomas, avec la formulation hydraulique de van Genuchten et des itérations de Picard pour la convergence non linéaire. Ce travail présente une première comparaison entre les simulations d’un modèle de référence (HYDRUS1D), celles du modèle développé, et les mesures extérieures réalisées sur un sol naturel du campus de Polytech Marseille, équipé d’une station météorologique, d’un radiomètre et d’une sonde combinée de température et d’humidité. Cette configuration expérimentale permet de tester la validation du modèle sous forçage atmosphérique réel avant son application à des surfaces urbaines. D’une façon surprenante, les comparaisons expérimentales des modèles thermiques et hydriques de sol à des données de terrain sont encore très rares, ce qui fait l’innovation de ce travail. Les premiers résultats sont cohérents mais certains comportements sont difficiles à représenter numériquement, en raison de l’hétérogénéité des sols, des nombreuses inconnues et des couplages thermo-hydriques.

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