Nicolas Côté & Alexis Vlandas (IEMN) · • Enregistrement audio-visuel non stable ... • Data mining on urban sound sensor networks • Influence of Experimental Conditions on

La recherche au service de la transition énergétique

SEMINAIRE R&D ADEME – 17/18 mai – Paris

MEDISOV Nicolas Côté & Alexis Vlandas (IEMN)


SEMINAIRE R&D ADEME – 17/18 mai

Présentation du projet

• Comment qualifier les ambiances sonores urbaines? • Directives Européennes, normes, cartes stratégiques de bruit…

• un indicateur unique LAeq [dB]

• éloignés de la qualité réellement perçue par les habitants

• MEsures DIagnostiques de la qualité SOnore en Ville • Sur 42 Mois (Avril 2014 – Septembre 2017)

• Porté par l’ISEN en partenariat avec le laboratoire de recherche

IEMN, le CEREMA, le CRESGE (Université Catholique de Lille)

et la Ville de Lille

17/05/2016 2



Méthodologie employée

• Intégrer l’ensemble des sources sonores urbaines • Transports & loisirs & industrielles & commerciales

• Outils de traitement numérique embarqué permettant une analyse détaillée des mesures acoustiques • Indicateurs acoustiques non-conventionnels

Énergétiques, spectraux, événementiels

• Corrélés à la qualité perçue à l’intérieur du logement

• Intégration dans un réseau de capteurs connectés sans-fil, autonomes en énergie

17/05/2016 3



Place Jean-

Baptiste Le Bas

Déroulement et état du projet

1. Sélection de sites d’études diversifiés

17/05/2016

Faubourg de

Béthune

Rue Masséna

Rue Basse

Place

Degeyter

Petit Maroc

4




2. Caractérisation physique et perceptive des sites sélectionnés a. Enquêtes de terrain (entretiens face-à-face à domicile)

b. Mesures sonométriques (15 min & 48h)

c. Enregistrements sonores (35 * 15 min)

3. Développement d’un outil de mesure diagnostique a. Modèle diagnostique

17/05/2016

Coefficient de correlation (ρ)

LAeq1s L50 HARMONICA SNR DIAL 10 dB /

5 s

15 dB /

3 s

20 dB /

1 s

Qualité de l'environnement sonore du quartier

-0.59 -0.45 -0.60 0.30 0.35 -0.48 -0.46 -0.35

Exposition du logement 0.19 -0.15 0.27 0.25 0.13 0.80 0.76 0.72

5




3. Développement d’un outil de mesure diagnostique b. Réseau de capteurs

• Sélection du système (Libelium)

• Test conditions réelles

• Récoltes des données

17/05/2016 6



Problèmes rencontrés et solutions

• Projet proche de l’opérationnel • Réunions mensuelles avec l’ensemble des partenaires

• Réalité de toutes les ambiances sonores de Lille • Présence de logements obligatoire

• Positionnement des capteurs • Carte de bruit détaillées des sites étudiés

17/05/2016 7



Livrables et valorisation

• Projet à vocation R&D • Outil de caractérisation de la qualité des ambiances sonores

Améliorer la prise en compte des nuisances sonores dans les projets d’urbanisme et la communication avec la population

Évaluer l’impact des différentes propositions de contrôle des nuisances sonores

• Démonstrateur de réseau de capteurs bas-coût

cartographie dynamique de la qualité sonore d’un quartier

possibilité de coupler avec la pollution atmosphérique

• Valorisation industrielle possible

Normalisation, startup, …

17/05/2016 8



Annexes

• Site web

• http://www.nord-picardie.cerema.fr/medisov-r236.html

17/05/2016 9



Enquête terrain

• Quelques résultats • Les occupations de l’espace public nocturnes : sources sonores

considérées comme les plus gênantes

• La trajectoire résidentielle : non déterminante

• Haute tolérance vis-à-vis des sources sonores considérées

comme étant inévitables et nécessaires

17/05/2016 10



Protocole d’analyse des données acoustiques

17/05/2016

Enr. Num. Sound Devices

8 signaux de

parole de

référence

Signaux sonores • 6 lieux • éch. de 8s

Sonomètre DUO

Calibration Lp

Signaux de parole “dégradés”

Estimations

SNR, PESQ, DIAL 11

Indicateurs

énergétiques

et analyse

spectrale

Indicateurs

psychoacoustiques



Exemples de mesure sonométrique

HARMONICA

Rue Masséna Trafic routier

Bars

Livraisons

Parc JB Lebas Trafic routier

Aire de jeux

17/05/2016 12



GRAFIC : Cartographie Fine et Continue de la qualité

Sonore des Lieux et des parcours dans l'espace urbain

Pierre Aumond, Carlos Ribeiro




• Objectifs:• Mieux appréhender les facteurs influençant la qualité des environnements sonores

• Améliorer l’identification automatique des objets sonores

• Comprendre les mécanismes perceptifs associés aux changements d’ambiance en milieu

urbain

• Améliorer la pertinence des indicateurs acoustiques proposés afin d'affiner leurs

corrélations avec les résultats des analyses perceptives, principalement en tenant compte

des trajets urbains

• Proposer une méthode de cartographie fine et continue, quantitative et qualitative.

• Partenaires:

17 mai 2016 2



Méthodologie – Approche Physique

• Réseau de mesures

17 mai 2016 317 mai 2016

Nombre de passages



Méthodologie – Approche perceptive

• Données perceptives

17 mai 2016 4

In-situ (enquêtes + parcours commentés) Laboratoire



Déroulement / état du projet

• Mesures Fixes: 09/2014 - 09/2015

• Mesures Mobiles: 09/2014 - 09/2015

• Expérience In Situ: 03/2015-04/2015

• Expériences Laboratoire: 05/2015-10/2015

• Analyse/Valorisation, In Situ: 05/2015 - 12/2016

• En cours:• Poursuite des analyses

• Identification automatique d’objets sonores

• Représentations cartographiques

• Valorisations scientifiques

• Bonus: • Stage SonoCarto – Mai/Juillet 2015

• Stages Buenos Aires – Mars 2015 /…

• 2 Stages Ifsttar – Mars / Septembre 2015 et 2016

17 mai 2016 5

SP1

SP1

SP2 – T2.2

SP2 – T2.1

SP2 – T2.2, T3.1

SP3 – T3.1

SP3 – T3.2, T3.3



Quelques résultats

• Modèle global urbain perceptif de perception d’agrément sonore

• Modèle global urbain physique de perception d’agrément sonore

• Amélioration de notre connaissance sur l’évaluation

globale d’un parcours urbain

17 mai 2016 6



A venir…

• Comparaison des différentes approches pour l’étude d’un même

terrain

• Développement d’outils d’identification automatique d’objets

sonores

• Application d’un algorithme d’optimisation de trajets en ville (« le plus agréable »)

• Développement d’une cartographie sonore, fine et continue,

quantitative et qualitative de la zone d’étude

17 mai 2016 7



Problèmes rencontrés et Solutions

• 23/25 participants (stations fixes)

• L’hypothèse sur l’influence des transitions a avoir moins d’influence

qu’imaginé.

• Recherche recentrée sur les parcours

• Enregistrement audio-visuel non stable• Utilisation sans harnais

• Traces GPS approximatives• Développement d’outil de map-matching

17 mai 2016 8



Livrables et Valorisation

• Dynamic noise mapping based on fixed and mobile sound measurements• Proceedings of the 10th European Congress and Exposition on Noise Control Engineering. p.2339-23441 article CFA, 2015

• Comparison of noise indicators in an urban context• Internoise, août 2016

• Sound Pleasantness Evaluation of Pedestrian Walks In Urban Sound Environments

• Data mining on urban sound sensor networks

• Influence of Experimental Conditions on Sound Pleasantness Evaluations• ICA, Septembre 2016

• Modeling soundscape pleasantness using perceptive assessments and acoustic

measurements along paths in urban context• Soumis Acta Acustica

• Global and continuous pleasantness estimation of time-varying urban sound

environments• En cours…

• SonoCarto• http://goo.gl/f8mTjV

• Rapport d’avancement n°1 ADEME – Juin 2015

17 mai 2016 9



Fin

Merci de votre attention.

17 mai 2016 10



Quelles sont les variables perceptives qui ont une influence sur l'agrément ?

17 mai 2016 11



Est-ce qu'on sait quantifier l'agrément facilement avec des mesures physiques ?

17 mai 2016 12



Est-ce que le sens du parcours influe sur l’agrément sonore d’un point ?

17 mai 2016 13



Combien coûte un capteur ?

• Environ 1000 euros (Serveur compris)

• Cela devrait pouvoir coûter <500 euros dans les années à venir

17 mai 2016 14



Esquis’sons!

Outils d’aide à la conception d’environnements sonores durables

Hengameh Amini, Jean-Luc Bardyn, Grégoire Chelkoff, Noha Gamal, Théo Marchal et Nicolas Rémy, Direction et coordination scientifique : Nicolas Rémy, Grégoire Chelkoff



Contextes - Enjeux

17 mai 2016 2

Les stratégies actuelles de l’urbanisme durable et les méthodes

associées à l’environnement sonore.

Qu’est ce qu’un environnement sonore durable ?

Quelles solutions innovantes potentielles ?



Proposition : concevoir des environnements sonores durables

3

L’environnement sonore durable devient précisément celui qui n’est pas limité à un seul type d’usage et qui proposent différentes qualités que ce soit pour aujourd’hui ou pour demain. Proposer une solution pour concevoir un environnement sonore « à usages variables », c’est-à-dire ouvrant des potentialités, des choix ou des « affordances sonores » intéressant différentes catégories d’usages. Un environnement sonore soutenable permet l’expérience et la production de différentes qualités sonores. Les interfaces comme typologie d’espace permettant d’aborder les questionnements de l’environnement sonore urbain à plusieurs échelles.

17 mai 2016



Methodologie

4 17 mai 2016

La coupe sonore comme méthode

Enquêtes de terrain

Prises de sons insitu

Mesures (Son et Espace) Temps de réverbération

Photographies Entretiens Croquis

Dessins Retranscription / Analyse

Ecoutes partagées

Développement et amendement des 2 outils (Outil d’esquisse sonore et Catalogue)



Les terrains d’étude

5 17 mai 2016



Aboutissement 1 : Catalogue croisé

6 17 mai 2016

Croisement des différentes prises de son et recherche par filtres ou par mots Fiches d’analyse de chaque BLTC



Aboutissement 2 : Outil d’esquisse Sonore

7 17 mai 2016



Aboutissement 2 : Outil d’esquisse Sonore

17 mai 2016

VIDEO



Diffusion – Valorisation

8 17 mai 2016

Cartophonies.fr Esquissons.fr



Epsencity. Evaluation physique et sensible des espaces

urbains.



Une équipe pluridisciplinaire SHS/SPI Un partenaire, promoteur

17/06/2016 2

Cabinet de recherches en psychologie environnementale

Cabinet conseil en développement durable

Centre efficacité énergétique des systèmes

Groupe de Recherche en Économie Théorique et

Appliquée (UMR CNRS 5113)

Villes & Projets Foncier Conseil

Laboratoire Architecture Ville Urbanisme et Environnement




17/05/2016 3

Appropriation et pratiques des

habitants

Performances énergétiques des formes urbaines

Formes urbaines Densité

Accessibilité



Les enjeux du terrain

17/05/2016 4

§ Partenariat avec Nexity

§ Constantes

ü Ilots d’habitation construits entre 2006 et 2012 (RT 2005) ü Des résidants installés depuis au moins un an

§ Variables

ü Densité:

dense, intermédiaire, peu dense

ü Localisation:

proche/lointaine périphérie



Les terrains

Villiers sur Orge (91) Bobigny (93)

Localisation Grande couronne parisienne

Première couronne parisienne

Nombre de logements

187 80

Construction Tranche 1 (2012): THPE Tranche 2 (2013): BBC

H&E Profil A (2013)

Collectifs 40 (50%)

Intermédiaires 68 (36%) 25 (31%)

Individuels 119 (64%) 15 (19%)

Accession à la propriété

136 (73%) 40 (50%)

Logements sociaux 51 (27%) 40 (50%) 17/05/2016 5



Tâches du projet

17/06/2016 6

Tâche 4 Croisement des résultats

Tâche 1

Environnement

Evaluation des performances

énergétiques et environnementales des formes urbaines

Tâche 3

Economique

Impacts des formes urbaines sur la mobilité des

habitants

Tâche 2

Social

Evaluation de la qualité d’usage et

de confort des formes urbaines



Tâche 1

Objectif : évaluer les performances environnementales et énergétiques et

des ilots pour ajuster la modélisation aux usages réels

Méthode : de la maquette numérique à l’évaluation des impacts

environnementaux des ilots étudiés (tâche 2)

Indicateurs : atteintes aux milieux (air, sols, sous-sols), maîtrise de la

consommation des ressources et matières non renouvelables, bruit et

qualité de l’air, indicateurs orientés dommages (santé, biodiversité)

Besoins : plans de construction / dossier de consultation d’entreprise pour

les ilots étudiés

17/05/2016 7



Tâche 2

Objectif : évaluer la qualité d’usage et le confort ressenti par les

habitants dans les formes urbaines

Méthode : interroger les habitants des ilots étudiés

17/05/2016 8



Tâche 3

Objectif : Evaluer les performances énergétiques des formes

urbaines à partir de l’étude de la mobilité des habitants

Méthode : interroger les habitants des ilots étudiés

• Méthodes quantitatives : données issues des Enquêtes Ménages Déplacements, INSEE, SITADEL, MAJIC3

• Méthodes qualitatives : représentations des habitants sur leur propre mobilité (données d’enquête issues de la tâche 2)

17/05/2016 9



Tâche 4

Objectif : mettre en parallèle les données recueillies

dans les tâches

Méthode : approche pluridisciplinaire

• Définition des objectifs et co-construction des indicateurs

17/05/2016 10



LLLLLaaaaa rrrrreeeeeccccchhhhheeeeerrrrrccccchhhhheeeee aaaaauuuuu ssssseeeeerrrrrvvvvviiiiiccccceeeee dddddeeeee lllllaaaaa tttttrrrrraaaaannnnnsssssiiiiitttttiiiiiooooonnnnn ééééénnnnneeeeerrrrrgggggééééétttttiiiiiqqqqquuuuueeeee

SEMINAIRE R&D ADEME – 1177///////////////////////////118888888 mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaiiiiiiiiiiiiiiiiii

Etude de cas : Le quartier Odessa à Bobigny (2013)

Simulation thermique dynamique et ACV

15 maisons individuelles

25 logements intermédiaires

40 logements sociaux





0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

Demande cumulative d'énergie (GJ)

Effet de serre (100 ans) (t CO2 eq.)

Déchets produits (t)

Acidification (kg SO2 eq.)

Eau utilisée (m³)

Epuisement ressources abiotiques (kg

d'antimoine eq.)

Eutrophisation (kg PO4 eq.)

Production d'ozone photochimique (kg

d'éthylène eq.)

Dommage à la biodiversité (PDF.m².an)

Déchets radioactifs (dm³)

Dommage à la santé (DALYs)

Odeur (Mm³ air)

Comparaison des impacts sur l'ensemble du cycle de vie

Maison individuelle [Réf] Maison individuelle solaire

Logements collectifs intermédiaires Logements collectifs HLM





15

9,6

0

21

,73

10

,63

15

4,0

1

20

,55

12

,70

14

5,3

9

18

,67

13

,83

13

6,1

2

18

,80

14

,50

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

Demande cumulative d'énergie

(kWh/m²/an)

Effet de serre (100 ans) (kg CO2

eq./m²/an)

Déchets produits (kg/m²/an)

Histogramme sur l'ensemble du cycle de vie (impacts/m²SHON/an )

Maison individuelle Maison individuelle solaire

Logements collectifs intermédiaires Logements collectifs HLM



Les apports d’Epsencity

17/05/2016 14

Mieux comprendre :

§ les interactions entre formes urbaines, usages et performances énergétiques

§ les usages en s’intéressant à leurs significations pour les habitants, au-delà de la dimension fonctionnelle

§ les modalités d’appropriation des espaces bâtis, en s’intéressant aux liens sensibles et affectifs entre les habitants et leur espace de vie

§ les enjeux économiques, environnementaux et sociaux de la mobilité résidentielle

Pour fournir des préconisations pour les projets futurs et ajuster

les innovations en fonction des usages



Merci pour votre attention.

Contacts

[email protected]

[email protected]

[email protected]

[email protected]

[email protected]

15



MESH MORPHOLOGY, ENVIRONMENT, SUSTAINABILITY AND HUMAN COMFORT



Le contexte opérationnel : la ZAC Ivry Confluences

• Un urbaniste coordinateur

• Cinq urbanistes de secteur

17/05/2016 2



Objectifs du projet

à Concevoir des outils appropriables, réactifs et évolutifs, d’aide à la

décision à l’échelle de l’ilot

à Guider la conception au regard d’une évaluation de la qualité

environnementale des formes urbaines

17/05/16 3



17/05/2016 4

Groupement : opérationnalité / design computationnel / expertise environnementale



Avancement

• Rédaction de l’état de l’art • Indicateurs environnementaux

• Design computationnel: conception paramétrique et processus

d’optimisation

• Processus opérationnel

à Positionnement de MESH

• Premières expériences d’application à un ilot test d’Ivry

17/05/2016

5



Etat de l’art des indicateurs

• La morphologie comme porte d’entrée

• Echelle d’analyse = le quartier, l’ilot

• Analyse structurelle des indicateurs

• Construction de systèmes d’indicateurs simples et hiérarchisés

17/05/2016

6



Etat de l’art des indicateurs

17/05/2016

7

0°

-22.5°

-45°

-67.5°

+22.5

° +45°

+67.5

°



Annexes: conception paramétrique

8

Import/Modélisation de géométries complexes

Analyses/ Représentation conditionnelle et personnalisée

Génération automatisée/ Comparaison/ Optimisation



Processus opérationnel

17/05/2016

9



Essai d’optimisation monocritère sur un ilot test

17/05/2016

10



Méthode

17/05/2016

11



Méthode

17/05/2016

12



Méthode

17/05/2016

13



17/05/2016

14



Merci de votre attention

15



Annexes

17/05/2016

16



Annexes

17/05/2016

17



Annexes

17/05/2016

18



Projet de recherche

« OASIS URBAINES »

TRIBU / CASA ARCHITECTURE/ CAUE 74



Le sujet de la recherche

La ville du XXIe siècle, plus encore que les villes des siècles précédents, interroge la viabilité sociale, économique et environnementale des

systèmes urbains qu'elle propose.

> problématiques de confort et de santé, problématiques sociales d’accélération des rythmes de vie, de repli et d’entre-soi …

Dans un tel contexte, l’accès à des lieux plaisants, accueillants, véritables

espaces de respiration, voire de ressourcement et de sociabilité urbaines, deviendrait nécessaire pour la viabilité des écosystèmes urbains.

è Nous nommons ces lieux des oasis urbaines.

217-18 mai 2016



Une approche par l’ambiance

Objectif de la recherche: Etudier la qualité de quelques unes des oasis urbaines les plus « efficaces » pour en décrire l’ambiance et l’hospitalité.

• Postulat: le domaine de l’ambiance qui convoque l'action de l'expert et celle de l'usager est un objet pertinent pour définir une nouvelle façon de concevoir et de produire la ville.

• L’ambiance, selon Jean-François Augoyard. (* Jean-François Augoyard, Les ambiances urbaines entre technique et esthétique in "Une décennie de Génie Urbain", Collection du CERTU N° 26, juin 2000, p. 75)

ü C’est d’une part « un dispositif technique composite et lié aux formes construites »;

ü et d'autre part c'est « une globalité perceptive rassemblant des éléments objectifs et subjectifs et représentée comme atmosphère, climat, milieu physique et humain ».

317-18 mai 2016



L’objectif de la recherche

L'ambiance remet au cœur de la réflexion la question des sens. Elle renvoie à une

perception individuelle (celle du citadin) localisée, mais partagée par beaucoup. Cette expérience se raconte (enquêtes) et se mesure (métrologies environnementales). Elle est poly sensorielle dans le vécu.

La recherche vise donc à:

> Croiser les regards des experts et ceux des usagers

> Croiser l'analyse des perceptions et des ressentis avec des mesures physiques

(microclimat, bruits).

Questions :

- Comment les individus réussissent-ils à reconnaître une oasis urbaine?

- Comment l’existence de ces oasis dépend-elle de ceux qui aménagent le territoire ?

> La finalité de la recherche portera sur un outil de diagnostic et d’aide à la

conception à destination des maitres d’ouvrages et des concepteurs.

417-18 mai 2016



Les partenaires et le terrain de la recherche

- Une recherche sur 2 ans et demie

- Un territoire d’analyse: l’agglomération d’Annecy

- 3 partenaires: TRIBU/ CASA Architecture/ CAUE de Haute-Savoie

517-18 mai 2016



Etat d’avancement du projet

6

Phase 1 : définition de l’oasis urbaine, approche bibliographique

Phase 1 : définition de l’oasis urbaine, approche participative

- Atelier d’acculturation, Lyon

- Entretiens avec des acteurs ressources

Phase 1 & 2 :

Approche empirique, études de cas

- Atelier réputationnel, Annecy

- Travail de terrain, Annecy

Sept 2015 Juin 2016Mars 2016

17-18 mai 2016



Phases à venir

17-18 mai 2016

7

Phase 3: Approche

physique, métrologie

des ambiances

- Mesure

Phase 3: Approche

sociologique, enquêtes

sur le vécu des

ambiances

Phase 4: Outils

- Outil de diagnostic

- Outil d’aide à la

conception

- Préconisations sur un

site de projet

Juin 2017 Déc. 2017

Documents

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