L'adaptation climatique
La ville de Klaksvik évolue au sein d’un environnement « naturel » avec lequel elle interagit en permanence. Le climat fait partie intégrante de cet environnement. Par le passé, la conception des bâtiments ne s’est pas souvent faite en adéquation avec celui-ci. Les vents dominants représentent un réel défi pour la ville. Par conséquent, il est primordial de comprendre comment le vent agit dépendamment de la géométrie urbaine.
Comportement du vent selon différents milieux
Le vent représente un élément assez perceptible du climat urbain. Il est considéré comme un des facteurs déterminants du succès ou de l’échec d’un espace public. En effet, il peut être une source de ventilation en période de chaleur, ou de nuisance en hiver. La vitesse du vent est grandement influencée par la perméabilité des surfaces, la densité et la hauteur des bâtiments en ville.
Au sein d’une zone urbaine, la multiplication des constructions accroit la rugosité et entraine une diminution de la vitesse du vent et une augmentation de la turbulence. Comme on peut voir sur le schéma, pour une même hauteur au-dessus du sol, la vitesse moyenne est de 20 à 30% moins importante en ville. Cependant, la turbulence est accrue de l’ordre de 50 à 100%. Plus le frottement du vent avec des obstacles augmente, plus sa vitesse décroît, ceci est la raison pour laquelle sa force est accentuée dans les zones découvertes.
Profil de la vitesse du vent pour différentes surfaces
KKlaksvik pour sa part se caractérise par une densité moyenne (…unités/hectar) et se situe dans la partie nord des îles Faroé entre deux chaines de montagnes. Le cas de Klaksvik se rapporte aux deux premiers dessins sur le schéma où la vitesse du vent est plus importante que celle d’une zone urbaine plus dense. De par sa situation et sa géométrie urbaine, la ville est exposée à différents effets de vents, dont l’effet Venturi (ou l’effet de rétrécissement), et l’effet de canalisation.
Effet Venturi
L’effet Venturi se rapporte à l’effet d’entonnoir que peut former l’urbanisme de certains quartiers, ou la configuration topographique d’un espace en creux qui abouti à un verrou.
Effet Venturi créé par la disposition des bâtiments
Effet Venturi créé par la topographie
Effet venturi cré par la topographie à Klaksvik
Direction des vents dominants
Lorsque le vent souffle depuis l’espace dégagé vers le verrou, sa vitesse s’accélère proportionnellement au rétrécissement de cette section.Dans le cas de Klaksvik, les deux chaines montagneuses jouent le rôle d’un entonnoir formant un collecteur de flux. Le rétrécissement du passage créé par ce relief topographique favorise l’accélération du vent en direction de la ville.
Topographie / Direction des vents dominants
L
Effet de canalisation
Ce phénomène peut être atténué par la création de barrières, par le morcellement de l’espace ciblé ou par la densification de la rugosité du sol à l’approche de la zone entonnoir.
L’effet de canalisation quant à lui, se produit le long de rues rectilignes délimitées par des constructions en continu de part et d’autre. La force du vent peut augmenter de 30 % dépendamment des matériaux utilisés et de la longueur des rues. Le développement urbain de Klaksvik ces 50 dernières années a permis un écoulement de vent sans obstacles et son accélération au niveau des rues. En effet l’orientation de ces dernières se fait dans le sens de la direction du vent.
Autrement dit, les vents de l’effet Venturi auquel la ville fait face sont encore plus accentués par l’effet de canalisation créé par la géométrie urbaine.Pour y remédier il faut augmenter la porosité par des espacements entre les immeubles ainsi qu’introduire des pertes de charges par des brises vents, par du mobilier urbain et par la végétation.
Effet de canalisation
Solution pour l'effet de canalisation
La proposition de Henning Larsen Architects pour Klaksvik
Le climat à Klaksvik constitue un grand défi spécialement au niveau de la zone à faible altitude où se situera le futur centre-ville. C’est pourquoi il est capital que les conditions climatiques soient prises en compte. En effet les vents violents qui s’abattent sur cet isthme rendent difficile les promenades à extérieure surtout en hiver quand le climat est moins clément.
Le projet de Henning Larsen Architects permet la création d’un centre ville qui regroupe divers services et activités culturelles tout en offrant aux habitant la possibilité de rester dehors par la génération d’un microclimat confortable dans la zone d’intervention. Par opposition à la géométrie urbaine de la ville qui empire les effets néfastes du vent, ce projet adopte de nouvelles approches qui tirent leçon des erreurs du passé en engageant le dialogue avec le climat et le paysage.
Déviation des vents dans le projet
Effets des vents dominants à Klaksvik - Venturi / Canalisation
Des études de simulations de vents ont permis à l’équipe de concevoir la forme qui prend en compte les vents dominants. Sur les schémas, la couleur rouge représente les zones les plus exposées aux vents et à l’inverse, la couleur bleue représente les zones les moins exposées aux vents, et donc, les plus confortables. Sur le premier schéma, les bâtiments sont exposés aux vents du nord-est. D’après cette simulation on remarque que la vitesse du vent s’infiltrant dans la zone d’intervention est légèrement réduite et que les places publiques créées par la forme en étoile sont bien protégées. D’après les résultats de la deuxième simulation, on remarque que la disposition des bâtiments protège très bien des vents du sud-ouest. Dans les deux cas, l’on remarque que le centre reste protégé des vents.
Vents sud-ouest
Étude de simulation des vents dominants
Vents nord-est
Étude de l’effet de la géométrie urbaine sur l’écoulement du vent
Afin de mieux comprendre les résultats des simulations de vent effectués sur le projet de Klaksvik nous nous appuierons sur les conclusions tirées d’une étude comparant les effets du vent dans deux endroits en ville. L’investigation s’est déroulée en hiver et en été. La prise de mesure est effectuée à une distance de 1,5m du sol. Les vitesses du vent sont enregistrées dans divers points (stations).
Localisation des différents points de mesure (Cas1)
Localisation des différents points de mesure (Cas2)
Résultats en période hivernale
Cas 1
Ce site se situe à basse altitude. Par conséquent il est exposé à des vents moins forts que les endroits en haute altitude.La station S3 a enregistré la vitesse la plus faible en raison de sa localisation entre les deux bâtiments. La disposition en couloir de S4 crée une sorte de canal collecteur (aspirateur de vent) ce qui cause une augmentation de la vitesse. S1 et S2 se situent face à deux cavités dans l’immeuble. Le vent est canalisé et sors en jet. Ceci permet d’enregistrer des vitesses relativement élevée au niveau de ces stations.
Localisation des différents points de mesure - Cas1
Évolution journalière de la vitesse du vent - Cas 1
Évolution journalière de la vitesse du vent - Cas 1
Localisation des différents points de mesure - Cas1
Cas 2
Le deuxième site se trouve dans un endroit beaucoup plus élevé que celui du cas 1. Les résultats enregistrés pendant cette expérience ont démontré qu'il est soumis à des vents plus forts que le premier site. L'écoulement du vent décrit des profils différents entre les stations en raison de la variété et de la rugosité à cet endroit. La station 3 affiche les plus faibles vitesses. Les bâtiments qui l'entourent jouent un rôle protecteur contre les vents. La vitesse du vent enregistrée à la station S1 est relativement faible. En revanche, le profil journalier de la vitesse du vent à la station S2 est très instable et affiche des valeurs plus élevées, particulièrement en après-midi. Ceci est dû à l'agencement parallèle des bâtiments qui crée un effet de canalisation. Les stations S4 et S5 se situent derrière les bâtiments faisant face aux vents et donnent sur un espace dégagé. Les profils de vitesse pour ces deux stations sont relativement élevés et presque semblables, ce qui gêne aux piétons.
Conclusion
Les résultats attestent que la vitesse du vent s’accroit avec l’altitude.Le cas 2 est moins protégé des vents en hiver en raison de sa forme relativement éclatée.L’effet de canalisation accélère la vitesse du vent qui est déjà élevée à cet endroit.Cette zone aurait mieux à gagner avec l’ajout de végétation. Cela constituerait une bonne barrière contre les vents en hiver et permettrait de mieux rafraichir l’air en été.Le cas 1 quant à lui est plus performant sa forme en enclos protège mieux des vents en hiver. En outre la présence de végétation a permit d’enregistrer des températures moins élevées en été que celle enregistrée au cas 2 en été.
Comparaison avec le projet de Henning Larsen Architect
Ces résultats permettent de confirmer la réussite du projet de Henning Larsen quant à son efficacité dans la lutte contre les vents dominants. La forme en enclos du projet crée un espace dégagé et à l’abri du vent. Aussi, cette forme peu conventionnelle décélère le vent. Les volumes des bâtiments « dispersés » se caractérisent par des orientations bien calculées et créent un espace qui contribue à réduire la puissance des vents dominants (nord-est et sud-ouest) en créant une place publique abritée et confortable pour les piétons.
« La première règle d’un bon coupe-vent, c’est d’être en partie perméable au vent car celui-ci réagit avec autant de violence que le blocage qui lui est imposé ». CREPIN Hugues
Par sa fragmentation et sa perméabilité, l’intervention de Henning Larsen Architects permet une meilleure distribution de l’écoulement de l’air. Le projet ne cherche pas à supprimer les vents mais à les maitriser. Ceci constitue une bonne initiative car il n’est pas souhaitable en ville d’éliminer le vent. Une légère brise permet d’aérer, dépoussiérer et rafraîchir l’atmosphère. La végétation implantée par le projet contribuerait à contrer les vents, cependant il semble que ce côté du projet est moins développé. En effet, une végétation plus dense et localisée dans des endroits stratégiques aurait été plus efficace.
Malgré la réussite du projet, il aurait pu être plus avantageux de se pencher non pas uniquement sur la zone d’intervention proposée par le concours, mais sur l’ensemble de la ville. Il est vrai que le projet gagnant réussi à rendre le centre ville de Klaksvik plus animé et confortable cependant le reste de la ville continue à subir les turbulences des vents.