Qu’est-ce qu’un îlot de chaleur urbain ? Quelles en sont les particularités dans le cadre du réchauffement climatique ?

FRESSE Emeline (étudiante Master SET, Aix-Marseille Université, M1 BEE) et CUSSAC Anaëlle (étudiant Master SET, Aix-Marseille Université, M1 BEE)

 

Introduction

La différence de température entre les milieux urbains et ruraux pose de nombreuses questions. C’est au XIXe siècle que le britannique Luke Howard comprend et décrit concrètement ce phénomène appelé “îlot de chaleur urbain”.

Un îlot de chaleur urbain (ICU) correspond donc à une zone urbanisée où la température est plus élevée que dans les milieux naturels ou environnants (cf. Figure 1).

On distingue 3 types d’ICU :  les îlots de chaleur à la surface du sol, ceux de la canopée urbaine (plus intenses la nuit que le jour), et ceux de la couche limite urbaine. Ces deux derniers font référence à la température de l’air.

Aujourd’hui, dans le contexte du réchauffement climatique, ce phénomène devient préoccupant, c’est pourquoi il est intéressant d’étudier ses impacts sur les citadins.

Figure 1: Coupe schématique de visualisation des températures en 2008 pour une nuit de canicule

Source : notre-planete.info, https://www.notre-planete.info/terre/climatologie_meteo/ilot-chaleur-urb...

 

Les causes et conséquences

Les différents moments de la journée font varier l’impact de ce phénomène, mais globalement il est responsable d’une élévation de la température en milieu urbain. Plusieurs causes anthropiques favorisent et intensifient ce phénomène qui entraîne des conséquences environnementales.

En effet, les surfaces minéralisées absorbent la chaleur pendant la journée pour la redistribuer dans l’atmosphère durant la nuit. Cela contribue à augmenter la température, les matériaux pouvant atteindre une température de 80°C. L’eau, quant à elle, ne peut pénétrer à l'intérieur de ces matériaux imperméables et est en plus rapidement dirigée vers des écoulements artificiels comme les égouts. Elle n’a donc pas le temps de s’évaporer, or l’évaporation contribue à rafraîchir l’air pendant la journée.

A cela, vient s’ajouter les émissions de chaleurs anthropiques telles que la climatisation, les gaz d’échappements, les moteurs à réactions des avions ou encore les eaux chaudes circulant dans les égouts. En plus de ces émissions de chaleurs, des composés organiques volatils et des oxydes d’azotes sont rejetés dans l’atmosphère, contribuant à la formation de SMOG lors des journées très chaudes.

On observe alors une diminution de la qualité de l’air et de l’eau. Lorsque la chaleur augmente fortement, cela facilite la multiplication des acariens, des moisissures et des bactéries tout en favorisant la libération de substances toxiques (comme le formaldéhyde contenu dans les colles des matériaux de construction).

Cela entraîne des impacts sur la santé humaine, que ce soit par des stress thermiques lors des fortes chaleurs ou des maladies respiratoires dues à ces émanations de gaz importantes et souvent stagnantes au coeur des villes à cause de leur morphologie souvent compacte.

De plus, en ville on observe une régression du couvert végétal ce qui augmente la part de rayonnement solaire capté par le sol, les arbres permettant de faire de l’ombre et de garder une certaine humidité.

Ainsi, la différence de température entre un ICU et les secteurs environnants peut atteindre jusqu’à 10 ou 12°C.

 

Les solutions

Afin de contrer les conséquences des ICU, différentes solutions, présentées par la suite, peuvent être mises en place. Elles ont un effet positif sur le climat local mais également sur le climat global.

Tout d’abord, la minéralisation des milieux urbanisées est une des principales causes des ICU. Ainsi il est possible de réduire ces surfaces minéralisées notamment en réduisant la largeur des chaussées et en privilégiant les stationnements souterrains ou étagés qui permettraient d’utiliser leur emplacement à la surface pour une autre utilisation telle que des parcs afin de revégétaliser.

En effet, la revégétalisation est un des moyens de lutte contre les ICU car elle permet de réduire la température ambiante en créant de la fraîcheur notamment due à l’apport d’espaces ombragés et à l’évapotranspiration des plantes. Elle peut se faire à travers différentes formes: les plantations ponctuelles, la végétalisation de stationnements ou de pourtours de bâtiments, les murs végétaux ou encore les toits verts. A la condition que ces surfaces soient entretenues.

Par ailleurs, une meilleure gestion des eaux pluviales peut être effectuée afin de retenir l’eau en ville et donc de rafraîchir l’environnement notamment en créant des fontaines ou encore des cours d’eau qui permettraient également de favoriser la biodiversité. Pour cela il est nécessaire de perméabiliser les surfaces, et de créer des bassins de rétention.

De même, il est préférable d’augmenter l’utilisation de matériaux réfléchissants, autrement dit des matériaux possédant un albédo élevé (cf. Figure 2) et n’emmagasinant donc pas la chaleur issue des rayonnements solaires. Pour cela, il faut utiliser des matériaux plus pâles (le plâtre, le marbre blanc…), ou peindre les surfaces en blanc, comme depuis très longtemps dans les villes du sud.

Figure 2: Schéma des différents albédos de l’environnement urbain.

Source: notre-planete.info, https://www.notre-planete.info/terre/climatologie_meteo/ilot-chaleur-urbain.php

 

Enfin, la réduction des émissions anthropiques permettrait d’améliorer la qualité de l’air et de lutter contre ces ICU. Il est donc important d’utiliser les transports en communs ou encore de mettre en place des aménagements au niveau des infrastructures tels qu'une meilleure isolation des bâtiments.

 


Sources

Sites consultés en décembre 2016: