Flux de processus d’agrégation de données pour la grille FN. Visualisation du flux de travail pour le Royaume-Uni avec une vue agrandie pour Londres. Crédit : Données scientifiques (2024). DOI: 10.1038/s41597-024-03378-x
Un nouveau cadre d’apprentissage automatique développé par des chercheurs de l’IIASA pour estimer la croissance de la surface des toits à l’échelle mondiale de 2020 à 2050 peut aider à planifier des systèmes énergétiques durables, le développement urbain et l’atténuation du changement climatique, et présente un potentiel d’avantages significatifs dans les économies émergentes.
En 2019, les bâtiments du monde entier ont consommé environ 18 % de l’électricité produite chaque année et ont produit 21 % des gaz à effet de serre rejetés dans l’atmosphère, contribuant ainsi de manière significative au changement climatique. La croissance démographique mondiale va entraîner un besoin accru de bâtiments, ce qui entraînera une augmentation de la demande en électricité et en matériaux de construction.
La surface totale des toits correspond à la surface brute totale de tous les toits des bâtiments du monde entier. Cette mesure est importante à diverses fins, comme l’installation de panneaux solaires sur les toits pour une énergie propre, la planification des villes et l’étude des impacts environnementaux.
En comprenant la surface des toits à l’échelle mondiale et sa croissance au cours des 30 prochaines années, nous pouvons mieux planifier les systèmes énergétiques durables, améliorer le développement urbain et réduire l’impact des bâtiments sur des questions telles que le changement climatique et la perte de biodiversité.
Pour y parvenir, les chercheurs de l’IIASA ont développé un cadre d’apprentissage automatique qui utilise le Big Data provenant d’environ 700 millions d’empreintes de bâtiments, de la couverture terrestre mondiale, ainsi que des informations sur les routes et la population à l’échelle mondiale.
Leur cadre, qui a depuis été publié dans la revue Données scientifiquesfournit des estimations de la croissance de la surface des toits entre 2020 et 2050 selon cinq scénarios futurs différents. Les données couvrent environ 3,5 millions de petites zones dans le monde.
En utilisant ce cadre, les chercheurs ont estimé qu’en 2020, la superficie totale des toits à l’échelle mondiale était de 0,25 million de kilomètres carrés, sur une superficie totale construite par l’homme de 1,46 million de kilomètres carrés. L’Asie en détenait la plus grande part avec 0,12 million de kilomètres carrés, suivie de l’Europe avec 0,047 million, de l’Amérique du Nord avec 0,039 million et de l’Afrique avec 0,02 million.
D’ici 2050, la superficie mondiale des toits devrait augmenter pour atteindre entre 0,3 et 0,38 million de kilomètres carrés, ce qui représente une augmentation de 20 à 52 % par rapport à 2020. L’Afrique devrait connaître la plus forte croissance, avec un potentiel de doublement de sa superficie de toits.
Les travaux de l’équipe fournissent la première estimation mondiale à haute résolution de la croissance de la surface des toits basée sur différents récits de parcours socio-économiques et démontrent comment les grands ensembles de données géospatiales et l’apprentissage automatique peuvent soutenir le développement durable et l’action climatique.
Le principal enseignement à retenir est que l’énergie solaire sur les toits présente un potentiel considérable pour les économies émergentes. Avec une croissance rapide de la surface des toits, ces régions peuvent tirer parti de leurs capacités de production, de leur potentiel solaire élevé, de leur main-d’œuvre rentable et de leur esprit d’entreprise pour parvenir à un développement et une prospérité durables.
« Les implications de cette recherche pour les politiques et le public sont importantes. Notre ensemble de données peut aider à une planification plus réaliste des systèmes d’énergie solaire décentralisés, favorisant ainsi des solutions énergétiques durables », conclut l’auteur principal Siddharth Joshi, chercheur au sein du groupe de recherche sur l’évaluation intégrée et le changement climatique du programme Énergie, climat et environnement de l’IIASA.
« L’estimation du potentiel de la technologie solaire sur les toits pour mettre en œuvre les politiques climatiques, en particulier dans les économies émergentes, peut contribuer à rendre ces politiques plus efficaces et plus abordables, conformément aux Objectifs de développement durable pour l’énergie propre, les villes durables, l’action climatique et la vie sur terre. »
Joshi a commencé à travailler sur la conceptualisation, le développement et l’analyse du cadre alors qu’il participait au programme d’été des jeunes scientifiques de l’IIASA 2021. Il a reçu le prix Mikhalevich pour son travail à cet égard.
L’ensemble des données est disponible en ligne.
Plus d’information:
Siddharth Joshi et al., Ensemble de données de projections de croissance mondiales à haute résolution pour la superficie des toits cohérente avec les trajectoires socioéconomiques partagées, 2020-2050, Données scientifiques (2024). DOI: 10.1038/s41597-024-03378-x
Fourni par l’Institut international pour l’analyse des systèmes appliqués (IIASA)
Citation: Un cadre d’apprentissage automatique cartographie la croissance mondiale des toits pour une énergie durable et une planification urbaine (2024, 16 juillet) récupéré le 16 juillet 2024 à partir de
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