Vue d’ensemble et objectif

La plateforme urbaine, ou INSEL4Cities, est une plateforme de simulation urbaine en cours de développement par l’équipe de la CERC. INSEL est un langage de programmation graphique utilisé pour la simulation de systèmes d’énergie renouvelable. Il offre des modèles de simulation prêts à l’emploi ou permet aux utilisateurs de concevoir des modèles entièrement nouveaux pour tout type de système avec lequel ils travaillent. L’objectif d’INSEL4Cities est d’offrir aux villes une plateforme servant à modéliser leur ville d’une manière holistique, en incluant des caractéristiques telles que les immeubles et leurs demandes, le transport, les réseaux, la gestion des déchets, ainsi que la verdure et les services écosystémiques.

Carte de simulation d’échange thermique en 3D d’îlots urbains de 3 x 8 Simulation d’échange thermique d’îlots urbains de 3 x 8

Caractéristiques de la plateforme

Les caractéristiques de la plateforme ont été délibérément conçues pour la rendre aussi conviviale et adaptable que possible. Sa modularité permet de développer différents aspects de la ville de manière indépendante, ce qui favorise un développement parallèle ainsi que des mises à jour et des améliorations individuelles. La plateforme est également flexible et évolutive, car son utilisation peut être appliquée à d’autres fins. Elle peut également accueillir de nouvelles fonctionnalités et de nouveaux modèles. Par ailleurs, elle est fondée sur des normes, de sorte qu’elle peut être couplée à d’autres outils et programmes. 

Deux principaux éléments de soutien

INSEL4Cities s’appuie sur deux éléments principaux : un jumeau numérique de la ville et un ensemble d’outils de simulation. Le jumeau numérique n’est pas seulement une réplique de la réalité visuelle, mais aussi une interface de l’information connexe. Ainsi, en plus de stocker les aspects physiques de la ville, il conserve les renseignements liés à ces aspects. Le jumeau numérique traite toute l’information nécessaire à la simulation et enregistre les résultats intermédiaires et finaux. Le jumeau numérique est utilisé pour simplifier le flux de travail. Le flux de travail typique d’affectation des données commence par la récupération des données à partir de diverses sources. Ces données sont ensuite prétraitées et formatées en fonction des besoins spécifiques pour pouvoir travailler avec un outil donné. Enfin, elles peuvent être utilisées dans l’outil de simulation de votre choix. Normalement, il existe de nombreuses sources de données qui doivent toutes être prétraitées. Ainsi, N sources de données et M outils de modélisation fournissent N* M progressions de prétraitement des données. C’est là que le jumeau numérique intervient et réduit le flux de travail. Il fournit une étape intermédiaire qui permet d’associer plusieurs sources de données à plusieurs outils de données de sortie, simplifiant ainsi N* M connexions à N+M connexions, ce qui peut réduire considérablement la charge de travail. Les outils de simulation qui soutiennent la plateforme à l’heure actuelle sont INSEL, SRA,1 et EnergyPlus. INSEL, comme décrit précédemment, est un langage de programmation graphique utilisé pour simuler des systèmes d’énergie renouvelable. Il propose des modèles de simulation prêts à l’emploi ou permet aux utilisateurs et utilisatrices de concevoir des modèles entièrement nouveaux pour tout type de système avec lequel ils travaillent. SRA est la mise en œuvre d’un algorithme de radiosité simplifié utilisé pour prédire le rayonnement solaire, la lumière naturelle intérieure et le rayonnement de grandes longueurs d’onde avec exactitude et un faible coût de calcul. EnergyPlus est un programme de simulation énergétique de l’ensemble d’un immeuble utilisé pour modéliser la consommation énergétique pour le chauffage, la climatisation, la ventilation et l’éclairage, ainsi que la consommation d’eau dans les immeubles.

Carte de simulation de la circulation en 3D à Montréal Simulation de la circulation à Montréal

[1] Darren Robinson et Andrew Stone. Holistic radiation modelling with a fast simplified radiosity algorithm. In Proc. Ninth Int. IBPSA Conf., Building Simulation. Citeseer, 2005.

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