Impact solaire du rehaussement de la toiture d’un appartement

Impact solaire du rehaussement de la toiture d’un appartement

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1. Présentation générale.

La présente étude permet de visualiser l’impact, en termes de perte d’ensoleillement sur les habitations voisines, du rehaussement de la toiture de Madame XX. L’analyse compare la situation déposée au permis de construire avec la situation construite. L’attention sera particulièrement portée sur la période allant d’octobre à décembre afin d’évaluer la recevabilité de la plainte.

1.1. Emplacement

L’îlot considéré se situe au 41 rue de V à Paris. Les façades faisant partie de l’étude donnent sur la cour intérieure et sont distantes de 7,7 mètres environ.

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Plan cadastral Plan de la cour
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Façade des plaignants
Toiture XX

 

 

1.2. Approche solaire du site.

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Les coordonnées géographiques de la rue de Verneuil sont les suivantes : latitude 48°49’ nord, 02°20’ est.

Une première approche par le Girasol (le Girasol est un abaque solaire), permet d’obtenir pour une latitude donnée, les trajectoires apparentes du soleil.

La flèche jaune indique la latitude et peut être modifiée en positionnant la flèche sur le repère des latitudes. La trajectoire de la date considérée est en bleu; ainsi que l’heure choisie. L’heure est modifiée, en avant ou en arrière, à l’aide des flèches (déplacement d’une minute) ou des doubles flèches (déplacement d’une heure). La position du soleil correspondant à l’instant choisi est visualisée par un soleil jaune. La hauteur et l’azimut du soleil à ce même instant sont lisibles sur les repères de hauteur et d’azimut et indiqués dans la fenêtre placée sous le diagramme.

Le Girasol donne pour tout moment de la journée, et à toutes les dates, les positions exactes du soleil. Les résultats sont en heures solaires.

1.3. La modélisation.

L’étude est réalisée avec le logiciel Solene. La simulation passe par la construction d’un fichier informatique restituant la géométrie du site en trois dimensions. La maquette de la cour intérieure a été réalisée d’après les relevés de madame XX_, architecte ; ces relevés ont été vérifiés avec les plans cadastraux et les levés du géomètre.

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Façade et coupe XX Façade et coupe plaignants
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Coupe sur cour
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Principe de rehaussement de la toiture, comparaison permis / réalisation

La maquette numérique préparée pour la simulation présente l’enveloppe des bâtiments. La modélisation des fenêtres, portes, lucarnes, corniches et autres modénatures ne sont pas utiles pour la simulation. Nota bene : les erreurs éventuelles concernant la géométrie des parties non concernées par les plaintes n’affectent pas l’analyse, cette dernière reposant sur la différence (soustraction) entre deux situations construites.

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La maquette en représentation filaire La maquette en représentation solide

 

 

2. Les simulations.

Les simulations ont été effectuées pour la période couvrant d’octobre à décembre, le solstice d’hiver donnant un point de symétrie (octobre novembre / décembre / janvier, février). Les résultats sont donnés en heures solaires vraies.

2.1. Comportement solaire du 41 rue de V en octobre.

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Le tableau exprime en fonction du temps : la direction azimutale de l’ombre, sa longueur par rapport à une tige de longueur 100 et son ratio. Le ratio est le rapport de la longueur de l’ombre portée à la hauteur de la tige. Une valeur de 2 du ratio indique que la longueur de l’ombre est égale à 2 fois la hauteur de la tige.

 

 

2.2. Le tracé des ombres en octobre

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21 oct-9h00-permis 21 oct-10h00-permis 21 oct-11h00-permis
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21 oct-9h00-construit 21 oct-10h00-construit 21 oct-11h00-construit

Les interactions entre les façades des plaignants et la toiture XX se déroulent entre 8h00 et 11h00 (heure solaire). Par héliodon, il est possible de vérifier que dès 11h00 la toiture XX ne projette plus ombre sur les plaignants. Entre 11h00 et 12h00, ce sont les ombres des souches qui se projettent sur les façades opposées.

2.3. Evaluation des surfaces ensoleillées, comparaison permis / construit

Pour être certain que les ombres portées proviennent bien de la toiture et non des objets architecturaux environnants, il est effectué une différence entre les surfaces ombrées en situation de permis et les surfaces ombrées en situation construite.

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Situation permis de construire en m² de surfaces ensoleillées:En jaune, sont tracées les différentes surfaces ombrées et ensoleillées à toutes les heures entre 7h00 et 12h00.

octobre Y-face Y-retour Z-face Z-retour
7h00 0 0 0 0
8h00 0 0,43 0 0
9h00 9,51 7,27 0 0,83
10h00 17,65 14,06 4,07 8,67
11h00 18,75 14,06 19,08 11,18
12h00 18,75 14,06 21,25 10,36

Situation construite en m² de surfaces ensoleillées :

octobre Y-face Y-retour Z-face Z-retour
7h00 0 0 0 0
8h00 0 0,43 0 0
9h00 4,33 7,14 0 0,83
10h00 16,22 14,06 2,53 8,67
11h00 18,75 14,06 19,08 11,18
12h00 18,75 14,06 21,25 10,36

Pourcentage des pertes solaires en surface en %

octobre Y-face Y-retour Z-face Z-retour
7h00 0,00 0,00 0,00 0,00
8h00 0,00 0,00 0,00 0,00
9h00 54,47 1,79 0,00 0,00
10h00 8,10 0,00 37,84 0,00
11h00 0,00 0,00 0,00 0,00
12h00 0,00 0,00 0,00 0,00

Eléments de pondération par rapport au calcul des surfaces :

Les calculs des surfaces ensoleillées prennent en compte la totalité de la surface. Il conviendrait d’affiner le calcul en ne considérant que les surfaces vitrées pour mesurer le réel apport solaire et ce, en tenant compte du pouvoir de transmission solaire des vitrages. Par ailleurs, il faudrait soustraire les surfaces de vitrage et prendre en compte le pouvoir émissif de l’enduit des surfaces pour évaluer la lumière solaire réfléchie vers les façades opposées.

Surfaces relatives des façades par rapport aux surfaces des ouvertures en m² :

Y-face Y-retour Z-face Z-retour
murs 18,75 14,06 21,49 16,11
vitrages 4,09 5,17

2.4. Evaluation des durées d’ensoleillement en octobre

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Dans la zone la plus claire, la perte d’ensoleillement est de 30 à 35 minutes entre 7h00 et 12h00. Les autres nuances indiquent des pertes variant de 0 à 25 minutes. Ces résultats doivent être approchés des précédents montrant que le préjudice se situe autour de 9h00 du matin (HSV)

 

 

2.5. Comportement solaire du 41 rue de V en novembre

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2.6. Le tracé des ombres en novembre

Comme pour le mois précédent, les héliodons montrent que dès 11h00, ce n’est plus le toit XX qui porte ombre sur les façades opposées. Ce constat se trouvera confirmé par le calcul des surfaces ensoleillées.

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21 nov-9h00-permis 21 nov-10h00-permis 21 nov-11h00-permis
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21 nov-9h00-construit 21 nov-10h00-construit 21 nov-11h00-construit

2.7. Evaluation des surfaces ensoleillées, comparaison permis / construit

Situation permis de construire en m² de surfaces ensoleillées:

novembre Y-face Y-retour Z-face Z-retour
7h00 0 0 0 0
8h00 0 0 0 0
9h00 0 3,66 0 0
10h00 8,98 9,58 0 0,44
11h00 18,46 14,06 4,48 4,61
12h00 18,75 14,06 12,69 3,23

Situation construite en m² de surfaces ensoleillées :

novembre Y-face Y-retour Z-face Z-retour
7h00 0 0 0 0
8h00 0 0 0 0
9h00 0 3,66 0 0
10h00 7,75 9,58 0 0,44
11h00 18,46 14,06 4,48 4,61
12h00 18,75 14,06 12,69 3,23

Pourcentage des pertes solaires en surface en %

novembre Y-face Y-retour Z-face Z-retour
7h00 0,00 0,00 0,00 0,00
8h00 0,00 0,00 0,00 0,00
9h00 0,00 0,00 0,00 0,00
10h00 13,70 0,00 0,00 0,00
11h00 0,00 0,00 0,00 0,00
12h00 0,00 0,00 0,00 0,00

Du fait de la hauteur du soleil et de sa courbe, le rehaussement de la toiture XX ne joue pratiquement plus aucun rôle. D’où une équivalence quasi parfaite entre l’état permis et l’état construit, mis à part une perte de 13,70% aux alentour de 10h00 HSV

2.8. Evaluation des durées d’ensoleillement en novembre

clip_image074 clip_image054[1]

Dans la zone la plus claire, la perte d’ensoleillement est de 30 à 35 minutes entre 8h00 et 12h00. Les autres nuances indiquent des pertes variant de 0 à 25 minutes. Ces résultats doivent être approchés des précédents montrant que le préjudice se situe autour de 10h00 du matin (HSV)

Ici, il est nettement visible que les pertes ne concernent qu’une zone extrême de la surface des façades de l’appartement Y.

2.9. Explication et visualisation par l’héliodon.

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Novembre 9h00 Novembre 10h00 Novembre 11h00

L’héliodon représente ce que « voit » le soleil durant sa course. Il apparaît ici avec évidence que la toiture ne se place entre les plaignants et le soleil que durant un bref moment

 

 

2.10. Comportement solaire du 41 rue de V en décembre

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2.11. Le tracé des ombres en décembre

La course solaire correspond ici au solstice, donc à la courbe solaire la plus basse de l’année.

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21 dec-9h00-permis 21 dec-10h00-permis 21 dec-11h00-permis
clip_image094 clip_image096 clip_image098
21 dec-9h00-construit 21 dec-10h00-construit 21 dec-11h00-construit

2.12. Evaluation des surfaces ensoleillées, comparaison permis / construit

Situation permis de construire en m² de surfaces ensoleillées:

décembre Y-face Y-retour Z-face Z-retour
7h00 0 0 0 0
8h00 0 0 0 0
9h00 0 0 0 0
10h00 3,57 5,99 0 0
11h00 15,64 14,06 0,36 0,38
12h00 18,73 13,56 6,2 0

Situation construite en m² de surfaces ensoleillées :

décembre Y-face Y-retour Z-face Z-retour
7h00 0 0 0 0
8h00 0 0 0 0
9h00 0 0 0 0
10h00 3,14 5,99 0 0
11h00 15,64 14,06 0,42 0,38
12h00 18,73 13,56 6,2 0

Pourcentage des pertes solaires en surface en %

décembre Y-face Y-retour Z-face Z-retour
7h00 0,00 0,00 0,00 0,00
8h00 0,00 0,00 0,00 0,00
9h00 0,00 0,00 0,00 0,00
10h00 12,04 0,00 0,00 0,00
11h00 0,00 0,00 -16,67 0,00
12h00 0,00 0,00 0,00 0,00

On retrouve en décembre la perte en surface ensoleillée déjà identifiée au mois précédent. Ce qui retient l’attention ici, c’est le gain en ensoleillement de la façade Lévêque aux alentours de 11h00. Ce gain est de plus de 16 %.

2.13. Evaluation des durées d’ensoleillement en novembre

clip_image100 La perte de durée solaire ne concerne que l’extrême pointe de la façade Y pour une durée inférieure à 25 minutes aux alentours de 10h00 HSV.

3. Conclusions

Suite à l’étude, il apparaît que les implications de l’impact du rehaussement de la toiture XX sur le voisinage et particulièrement sur les façades opposées, en termes de perte d’ensoleillement, sont limitées tout autant dans l’espace que dans le temps.

L’étude montre que la nuisance se manifeste par un retard d’une vingtaine de minutes sur l’apparition directe des rayons du soleil sur la surface totale des façades Y et Z. Une étude plus fine, si elle est demandée, pourra qualifier très précisément ce que cela représente en perte d’apports solaires à l’intérieur des appartements (autrement dit, ce qui passe réellement par les fenêtres). Une telle étude pondèrerait encore l’impact de la toiture en termes de désagréments.

L’étude montre également que les différences de surfaces frappées par le soleil et pouvant potentiellement réfléchir vers les façades en vis-à-vis donnent, là encore, des différences mineures. L’analyse complète demanderait de connaître la nature des enduits et la position exacte des ouvertures. L’étude a même montré un léger gain sur le mois de décembre.

La présente étude permet de signifier les grandes tendances des phénomènes interagissant au sein de la cour du 41 rue de V. Une étude complète permettrait de détailler et de quantifier les phénomènes mois par mois, si nécessaire, en se focalisant soit sur ce qui passe réellement par les ouvertures pour les appartements Y et Z, soit sur ce qui est réellement réfléchi pour les appartements C1 et C2. Nonobstant, d’après ces premiers éléments déjà, il apparaît nettement que l’impact du rehaussement de la toiture a été largement surévalué.

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