Îlot de chaleur urbain, quid de ce phénomène ?
On parle d'îlot de chaleur urbain quand on constate une élévation des températures enregistrées en centre-ville (et notamment une hausse des maximales diurnes et nocturnes) par rapport à une mesure relevée en périphérie forestière ou rurale ou par rapport à une moyenne régionale au même moment.
Concrètement, lors des vagues de chaleur, la température relevée en milieu urbain est plus élevée que la température régionale et la température nocturne baisse beaucoup moins en milieu urbain qu’en périphérie rurale.
Déjà, nous mesurons un écart de l’ordre de 1 °C à 4 °C en condition estivale entre ville et campagne (Source CEREMA), quel serait-il dans quelques années sans action de notre part ?
À l’heure où le réchauffement climatique s'immisce dans nos vies, nous comprenons que l’homme devra s’adapter dans cette décennie et pour les suivantes à des températures plus élevées et à la multiplication des épisodes caniculaires qui se feront plus extrêmes, plus nombreux et plus longs.
C’est dans ce contexte que le phénomène d’îlots de chaleur urbain prend une ampleur particulière pour nos villes. Il est d’autant plus important qu’aujourd’hui 8 français sur 10 habitent en zone urbaine (Source : Insee, données 2020), le problème nous concernent donc quasi tous.
Pour y répondre, nous devons envisager une évolution des conditions de vie citadine. Cela nous impose de penser la ville différemment, ainsi que nos activités urbaines et ce dans un laps de temps très raccourci.
Comprendre l'influence de la configuration actuelle de nos villes sur l'ampleur des îlots de chaleur
Pour bien comprendre ce stress thermique, il faut considérer nos villes sous un nouvel angle et s’intéresser à la densité, aux matériaux, à l’exposition solaire, aux activités humaines ou à la circulation de l’air.
Notons que le phénomène n’aura pas la même ampleur en fonction des quartiers ou même à l’échelle des rues, chaque configuration étant unique au regard de tous ces facteurs.
La densité des constructions urbaines, facteur aggravant des îlots de chaleur.
En milieu urbain, la concentration du bâti crée une surface de stockage de chaleur plus importante qu’en milieu rural.
De plus, la multiplication des bâtiments notamment en hauteur fait obstacle à la circulation naturelle de l’air. Le vent, source naturelle de rafraîchissement, est ainsi bloqué en ville quand il circule librement en campagne. La ventilation naturelle stoppée, l’air chaud reste prisonnier dans les rues étroites créées par l’homme.
Autre facteur, l’occupation des sols en ville fait la part belle au minéral et laisse bien moins de place à la végétation et à l’eau, toutes deux sources de fraîcheur naturelle.
En conséquence, à la nuit tombée, lorsque les températures descendent en campagne, un échange thermique se produit en ville, les bâtiments restituent la chaleur engrangée dans la journée.
L'exposition solaire des bâtiments favorise le stockage de chaleur
La ville est dense, composée de maisons, immeubles, bureaux, écoles, parkings, … Tous exposés au rayonnement solaire, et c'est bien là qu’est le début du phénomène de création de chaleur.
Chaque matière exposée aux rayons solaires et notamment aux infra-rouges va pour partie réfléchir la lumière et pour partie l’absorber sous forme de chaleur.
Dans des villes denses et construites en hauteur, la surface exposée au soleil et où la chaleur peut-être potentiellement emmagasinée est vaste et renforce d’autant le phénomène d'îlot de chaleur.
Des matériaux restituant la chaleur la nuit
Le phénomène d’îlot de chaleur est alimenté par la présence en milieu urbain de matériaux à fort pouvoir de stockage de chaleur comme les toits (noirs bitumés, tuiles, ardoises), les routes goudronnées, la présence de béton, …
Les bâtiments par leurs matériaux même, les axes routiers et les aires de stationnement bitumées participent à la montée en puissance du phénomène d'îlots de chaleur urbain.
Des activités humaines sources de chaleur et participant au phénomène
Habitant de ces villes, l’homme contribue à accentuer le phénomène par ses activités quotidiennes. Chaque activité suppose des déplacements véhiculés, des besoins en énergie (électricité, création de fraîcheur dans les bureaux…) qui génèrent des gaz à effet de serre. L’homme habitant et acteur de la ville participe donc lui-même à l’amplification du phénomène qu’il ressent.
Pour faire court, le phénomène d'îlot de chaleur urbain est amplifié par la configuration de nos villes comme par les activités humaines locales. In fine cela se traduit par une hausse des températures urbaines lors des épisodes caniculaires.
Les conséquences variées du phénomène d'îlot de chaleur urbain
La liste des conséquences et des enjeux est longue.
Les premières conséquences portent sur la santé et sur la surmortalité, notamment auprès des populations vulnérables (personnes âgées, enfants, personnes malades et notamment avec des pathologies respiratoires...).
L’épisode caniculaire de l’été 2003 a mis en lumière les conséquences du problème.
La France a connu cette année-là, 15 000 morts supplémentaires du fait de cet épisode de chaleur extrême. La grande majorité des cas ont été enregistrés en Île-de-France où la surmortalité a explosé et notamment celle des populations vulnérables, âgées. On a relevé jusqu’à 8 °C d’écart entre ville et campagne lors de cet événement climatique sur Paris. (Source: CEREMA)
Le confort de vie et bien-être de la population est également affecté. Lui-même joue un rôle important sur l'attractivité des villes. L'inconfort des citadins grandissant avec le réchauffement climatique, comment ne pas anticiper les impacts sur la vie quotidienne des habitants, comme sur les visiteurs et le secteur touristique.
Autres liens de cause à effet, plus la chaleur augmente, plus la productivité baisse. Enfin, la note énergétique des villes monte avec les vagues de chaleur - les habitants cherchant la fraîcheur auprès de climatiseurs énergivores et favorisant le réchauffement climatique créant un boucle de rétroaction.
Un large éventail de solutions pour lutter et adapter nos villes face aux hausses de température
Il existe pourtant déjà un panel assez riche de solutions pour rafraîchir nos villes. On peut identifier trois grands leviers : les infrastructures, la nature, le comportement humain (Source ADEME panorama des solutions rafraîchissantes).
Adapter le tissu urbain pour réduire les îlots de chaleur
On l’a bien compris, la composition des villes est le principal problème, mais bonne nouvelle, il est également le premier levier.
Il s’agit de pallier aux problèmes évoqués plus haut de stockage de chaleur avec des revêtements plus clairs et plus réfléchissants, d’offrir des zones d’ombrages et de circulation plus fraîches avec l’ajout de mobilier urbain, de zones ombragées, de panneaux solaires…
Bien entendu, nous devons dès maintenant construire et revoir les espaces publics sous ce nouveau jour afin de réduire l’impact des vagues de chaleur à venir sur nos villes et sur nos vies.
Impact du cool roof sur la ville et les températures intérieures des bâtiments
Dans la liste des solutions pour adapter nos villes proposées par l’ADEME, on trouve les revêtements à albédo élevés. L’idée est de remplacer ou de recouvrir les matériaux actuels par des matériaux plus clairs et réfléchissants davantage la lumière pour se préserver de l'absorption de chaleur.
Par cette action, les bâtiments et voiries ne stockent plus de chaleur, l’échange thermique matériau-air relevé la nuit est alors réduit.
Le cool roofing, c’est ce principe adapté aux toitures. Cela consiste en l’application d’une peinture réflective en toiture afin de gagner de précieux degrés l’été. Il s’agit d’une solution simple et rapide à mettre en œuvre et au fort pouvoir rafraîchissant. L’avantage de cette solution est qu'elle s’adapte à la ville existante et qu’elle peut s’appliquer sur tout type de toit.
La peinture réflective permet de gagner en confort en extérieur, mais aussi en intérieur.
Petite explication, chaque matériau a une capacité à conserver la chaleur dans le temps (on parle d'inertie thermique) et à la transmettre aux matières environnantes. Une matière emmagasinant et conservant longtemps la chaleur va transmettre sa chaleur à l’air au-dessus, mais également réchauffer les strates inférieures et finira par atteindre l'air à l'intérieur du bâtiment. L’air se réchauffant en intérieur et restant chaud en extérieur, la température finit par grimper partout. En protégeant vos toitures avec une peinture réflective cool roof, vous préservez également les bâtiments des hausses de chaleur en intérieur et limitez le besoin de climatisation.
Magnifique non ?
Pour répondre à ces nouveaux enjeux à l’échelle de la ville, une solution consiste à renforcer la végétation et la présence de l’eau. En effet, les arbres et la présence d’eau atténuent les impacts des vagues de chaleur, autres avantages, ils jouent pour beaucoup sur le confort de vie des habitants et sur l’attractivité des villes.
Parcs, allées végétalisées, toits végétalisés, arbres en bord de route, pelouses et prairies, plans d’eau et autres fontaines… La ville de demain intégrera tous ces éléments à l’espace public pour ramener la fraîcheur et la nature en ville.
Jouer sur les comportements pour réduire les effets d'îlots de chaleur
Eduquer, le cœur de l’action pour les années à venir est bien là pour jouer sur l’impact humain augmentant le phénomène d'îlot de chaleur urbain.
L’enjeu est de limiter les émissions de gazs à effet de serre dus aux activités urbaines humaines en repensant les usages routiers (qui induisent de la chaleur de par leur fonctionnement), limiter les recours à la climatisation (apprendre de nouvelles techniques pour rester au frais), adapter son comportement (réduire ses activités sportives en cas de forte chaleur, boire de l’eau, décaler ses horaires de travail et de sortie…)...
Les solutions nous les connaissons, il est temps de passer à l’action.
