Par beau temps calme, en hiver comme en été, les températures relevées au cœur des villes sont nettement plus élevées qu’en campagne. Ce phénomène d’élévation de la température en milieu urbain (dôme de douceur ou de chaleur) par rapport aux espaces ruraux environnants porte le nom d’îlot de chaleur urbain (ICU). Les images thermiques (thermographie infrarouge) utilisées dans l’étude des climats urbains montrent l’incidence directe de l’urbanisation sur les températures. Les ilots de chaleur sont générés par les matériaux et les infrastructures urbaines qui absorbent l’énergie transmise par le rayonnement solaire. Météo-Bretagne vous en dit plus…

Un phénomène courant toute l’année mais préoccupant l’été

Ce phénomène agit tout au long de l’année mais il peut devenir problématique au cœur de la saison estivale. Ce processus qui est exacerbé la nuit contribue à créer un inconfort thermique lors des journées dites chaudes ou très chaudes. Plus un tissu urbain est dense, plus le phénomène est important.                                                                                                                                                                                Il a des conséquences sanitaires au cours des vagues de chaleur estivales et des épisode caniculaires où le cœur des villes surchauffe. Ainsi, lors de la canicule d’août 2003 des écarts de 8 à 10°C entre Paris et sa banlieue avaient été mesurés durant la nuit. La nuit dernière a été nettement plus chaude au coeur de Paris qu'en pérpiphérie.

L’été, la nuit n’est pas assez longue pour que toute la chaleur libérée par la ville se dissipe. Ainsi, à l’aube, la nouvelle journée qui débute peut déjà être chaude (on parle de nuit tropicale lorsque la température ne descend pas sous les 20°C). Si la situation météo reste « bloquée » avec du soleil et une masse d’air chaud, la journée va se réchauffer davantage que la précédente, créant un cercle vicieux…

Les différences de températures peuvent aussi être importants au sein des quartiers d’une même ville. Certains secteurs très minéralisés avec des immeubles trop proches, sans courants d’air constituent de véritables « canyons urbains ».

En hiver, l’impact est moindre. Il fait plus doux dans les centres-villes où le nombre de jours de gel est beaucoup plus faible que dans les campagnes. A Rennes, il fait 3°C de plus en moyenne dans les centres-villes que dans les campagnes environnantes.

Comment expliquer ce différentiel ?

L’urbanisation et l’étalement urbain (plus de routes, plus d’immeubles…) piègent la chaleur issue du rayonnement solaire diurne. Celle-ci est emmagasinée, stockée par l’asphalte, les bâtiments. Les activités (circulation, éclairage, chauffage, systèmes de climatisation) …contribuent à créer une bulle de douceur (ou de chaleur) au sein des espaces urbains d’où l’expression d’îlot de chaleur urbain. Cet espace géographique central est « surchauffé » par rapport à sa périphérie.

En zones rurales où par définition les activités et les bâtiments sont moins nombreux les températures relevées sont moins élevées qu’en ville en journée tandis que la nuit on y observe des températures nettement plus basses. Les végétaux qui occupent une grande partie de l’espace utilisent l’énergie solaire pour leur photosynthèse. La végétation évapore l’eau qu’elle puise par son système racinaire (évapotranspiration). Contrairement aux bâtiments, les végétaux n’emmagasinent pas la chaleur puisqu’ils la consomment.  La nuit tombée, l’évapotranspiration est stoppée et par temps clair, le rayonnement du sol y est plus rapide qu’en ville où la baisse des températures est lente. En effet, en milieu urbanisé, les matériaux restituent à l’atmosphère l’énergie solaire accumulée et stockée.

Re-penser les villes pour atténuer l’ampleur des îlots

Pour faire face à la fréquence accrue et à l’intensification des vagues de chaleur et épisodes caniculaires des aménagements peuvent être opérés.

De nouveaux choix urbanistiques voient d’ailleurs le jour et sont au cœur des projets d’aménagement ou de réhabilitation urbaine dans de nombreuses métropoles.  La morphologie et l’apparence de certains quartiers s’en trouvent modifiés. Des solutions pour atténuer l’intensité des îlots existent. Elles passent par une politique de re-végétalisation massive des espaces, l’amélioration de la ventilation des rues et l’usage préférentiel de matériaux de couleurs claires qui renvoient vers l’espace le rayonnement, contrairement au noir qui absorbe et restitue la chaleur. L’utilisation de revêtement ayant une forte capacité réfléchissante peut atténuer le réchauffement. L’emploi de surfaces perméables est suggéré pour favoriser l’infiltration des eaux de pluie dans le sol car l’évaporation de l’eau rafraîchit l’air ambiant. La végétalisation par les ombrages plus nombreux répond à la problématique des ilots de chaleur urbains dans le contexte de réchauffement climatique.

Sébastien DECAUX