L'îlot de chaleur urbain (ICU) est un effet de dôme thermique, créant une sorte de microclimat urbain où les températures sont significativement plus élevées.
L’été est le moment propice à la création d’ICU. La cause en est simple : le jour, les matériaux urbains comme le béton ou le bitume stockent la chaleur car l’une de leurs propriétés principales est d’absorber le rayonnement solaire. La nuit, cette chaleur est rejetée, d’où la sensation d’”étouffement” ressentie par les habitants vivant à proximité. Les conséquences peuvent être dramatiques. Souvenons-nous de la canicule de 2003, à l’origine de 15 000 décès imputables à des problèmes cardiovasculaires ou respiratoires chez les plus fragiles. Mais le prix à payer est également environnemental, avec une surconsommation énergétique liée au recours massif à la climatisation. In fine, c’est bien l’attractivité des villes, et en particulier des métropoles, qui est en jeu.
Différents outils et méthodes sont à la disposition des collectivités pour mesurer le plus finement possible l’intensité des ICU. L’objectif de ces tentatives de modélisation restant de trouver des solutions, locales et adaptées à chaque site, pour abaisser la température nocturne. Les mesures fixes consistent à installer des capteurs en deux points précis (ville et campagne), de manière à disposer d’informations quantitatives mesurant objectivement l’ampleur et la nature du réchauffement. Cette méthode peut également s’avérer pertinente a postériori, lorsqu’il s’agit de mesurer l’efficacité des solutions mises en œuvre pour tenter de réduire la température dans un secteur précis. La télédétection consiste, elle, à utiliser l’imagerie satellite ou aérienne pour analyser les températures de surface du milieu urbain. Son avantage est de pouvoir couvrir une large zone urbaine et de permettre des projections à échelle d’une agglomeration entière.
Certains bureaux d’études rivalisent de solutions techniques pour produire des images toujours plus fines permettant une analyse la plus objective possible du phénomène. Il reste cependant impossible à date de disposer d’images permettant d’analyser les phénomènes de chaleur produits sous la canopée végétale ou au niveau des surfaces verticales, impactant, eux aussi, l’importance des ilôts de chaleur urbains.
Enfin, des modèles physiques de simulation du climat urbain sont également utilisés. Citons pour exemple celui de Météo France, le modèle TEB (Town Energy Balance), qui offre une modélisation exploitable par les aménageurs et les urbanistes pour déterminer les grandes orientations d’un projet d’aménagement. Des recueils de données et calculs offrant la possibilité d’adapter les projets urbains aux spécificités d’un site.
Fortes de ces indications et mesures, les collectivités ne sont pas démunies pour mettre en place des solutions permettant bien souvent d'adresser en même temps d'autres problématiques, comme la pollution de l'air ou la protection de la biodiversité. À titre d'exemple, citons l'intégration de poumons verts dans l'aménagement urbain. En effet, les espaces verts, arbres plantés, en pleine façade… agissent comme des climatiseurs naturels en provoquant l’évapotranspiration et l'ombrage des feuilles sur le sol. Ainsi, entre une surface bitumée et une surface végétalisée, il n'est pas rare de pouvoir baisser la température de plus de 5 degrés. En 2030, Lyon aura ainsi planté 300 000 arbres, ce qui correspondra à 30 % de surface de forêt urbaine. L'utilisation de l'eau sous toutes ses formes paraît également une voie à privilégier pour diminuer la température lors de fortes chaleurs.
La création de bassins paysagers, de plans d’eau, cours d'eau, jeux d’eau… s’avèrent être des aménagements urbains très utiles. N'oublions pas le bon arrosage des espaces verts qui joue lui aussi un rôle crucial puisqu'il apporte la bonne quantité d'eau et maximise la capacité des végétaux à séquestrer le carbone et rafraîchir l'air ambiant. Au début des années 2000, Séoul a remis à l'air libre une de ses rivières qui passait sous une autoroute. Ce site est devenu un véritable poumon vert de la capitale coréenne, la présence de la rivière abaissant la température de 3 à 5 degrés dans ses alentours.
Autre piste à privilégier : la redéfinition des revêtements des sols et des bâtiments. Il est en effet crucial de prendre en compte la valeur d'albédo des surfaces, c'est-à-dire leur capacité à réfléchir le rayonnement solaire sans le stocker. Exprimée de 0 à 1, plus cette valeur est faible, plus le revêtement contient la chaleur. L'albédo moyen du bitume s'élève à 0,07.
Pour l'augmenter, différents moyens existent, comme celui employé à Milan qui a augmenté de 0,5 l'albédo des surfaces urbaines, diminuant ainsi de 3 à 6 degrés, la température ressentie. Citons également l'intégration des enjeux bioclimatiques dans l'implantation des bâtiments. Ceci pour tirer le meilleur parti des vents dominants et créer une ventilation naturelle. L'isolation thermique et la présence de structure d'ombrage (voiles, auvents, galeries…) jouent également un rôle fondamental.
Enfin, l’adoption de comportements individuels et collectifs éco-citoyens joue un rôle majeur dans l'optimisation de la qualité de vie et la santé de chacun. Certaines collectivités diminuent ainsi drastiquement la présence de voitures dans leur centres-villes, en créant davantage de parking relais et en densifiant le maillage et la fréquence de leurs transports en commun par la création, par exemple, de pistes cyclables.
Au-delà du constat de l’existence des ICU, force est de constater qu’il règne dans certains centres-villes des températures bien supérieures que dans d’autres. Pourtant, la densité de construction et les matériaux employés sont identiques.
Comment alors expliquer cette disparité ? Selon Rolland Pellenq, chercheur au MIT et au CNRS, et dirigeant l’unité mixte internationale MSE2, la réponse résiderait peut-être dans la « texture » des villes. Selon une récente étude, certaines villes pourraient être qualifiées de « cristallines », organisées selon une structure « en grille », comme la plupart de celles situées au Nord du pays. Présentant beaucoup de rues droites et perpendiculaires, les immeubles renvoient la chaleur émises par les bâtiments qui leur font face. Les températures y sont habituellement plus élevées que les villes « liquides », plus anciennes, qui se refroidissent plus rapidement. C’est le cas, en Europe, de la ville de Londres, par exemple.
Une étude plus large, incluant les principales villes d’Europe est en cours. Elle permettra de guider les urbanistes et les municipalités dans la création de villes moins énergivores, et où il fait mieux vivre. Pour ce faire, la science des matériaux et l’ingénierie se doivent de répondre aux défis de l’isolation thermique, seule capable de réduire les rayonnements et les transferts de chaleur entre immeubles.
Ecrit par Stéphanie Buitekant
