Le phénomène d’îlot de chaleur urbain et le changement climatique imposent aux territoires de s’adapter pour améliorer les conditions de vie des habitants. Revue des cinq principaux leviers à activer et combiner dans le cadre de politiques territoriales et climatiques.
Ressenti par les habitants les plus urbains, le phénomène d’îlot de chaleur est une augmentation de température en ville par rapport aux zones rurales voisines. Ce phénomène atmosphérique local, rapide et récurrent, interpelle les politiques de fabrique des territoires.
L’îlot de chaleur urbain (ICU) résulte du stockage de la chaleur des villes. Les surfaces urbaines étant très chaudes la journée, elles limitent le refroidissement nocturne de l’air, créant alors un contraste avec le refroidissement rapide de la campagne. Plus prononcé la nuit, l’ICU induit une augmentation moyenne de la température de l’air de +4°C.
Au-delà de l’inconfort généré, l’ICU engendre des risques pour la santé publique et l’attractivité des territoires. Il conduit aussi à une augmentation de la consommation d'énergie et de l’eau en été, pour le rafraîchissement.
Les principales causes de la chaleur en ville
- Des configurations urbaines limitant l’action rafraichissante du vent ;
- Une minéralisation excessive ;
- Un déficit de végétal et d’eau dans les espaces publics ;
- Le chauffage et la climatisation ;
- Une circulation automobile intense ;
- Des activités qui dégagent de la chaleur.
Le ressenti de la hausse des températures est à la fois causé et accentué par le phénomène atmosphérique global du réchauffement climatique.
Celui-ci est la conséquence des rejets de carbone et autres gaz à effet de serre, dont la gestion interpelle les politiques énergétiques des territoires.
L’îlot de chaleur urbain, à Toulouse
Concentrique, centré sur la ville de Toulouse, l’ICU de Toulouse peut prendre une forme allongée en journée, modulée par la direction du vent prédominant. Il est plus étendu et les températures y sont plus homogènes le jour que la nuit. Il est aussi plus étendu et intense au cours de l'été et de l’hiver, pouvant atteindre 6°C.
La régulation thermique portée par les grandes zones vertes et bleues est clairement ressentie.
5 leviers pour agir contre l’îlot de chaleur et la surchauffe urbaine
La végétation et l’eau
Créer des parcs en ville, favoriser la désimperméabilisation des sols, assurer une bonne gestion de l’eau en ville et toutes les solutions fondées sur la nature constituent des atouts majeurs pour lutter contre les ICU.
Le pouvoir rafraîchissant de la végétation repose sur les phénomènes d’ombrage et d’évapotranspiration. L’eau participe également à réduire le stockage de chaleur grâce au phénomène d’évaporation.
Les types de végétations ont différents effets sur l’ICU : l’effet de fraîcheur procuré par un ensemble d’arbres est ainsi beaucoup plus perceptible qu’une surface enherbée.
Cependant, les conditions de plantation des arbres en milieu urbain modifient leur croissance et par conséquent leur performance de rafraîchissement. Les arbres, poussés dans des sols drainants, croissent 2 fois plus vite et rafraichissent par évapotranspiration 5 fois plus que ceux dont la croissance s’est faite en sol compacté sous pavés. Par ailleurs, la ressource en eau en été est une condition importante au pouvoir rafraîchissant de la végétation urbaine. Sans eau, pas de fraîcheur !
Outre cette fonction rafraîchissante, les solutions fondées sur la nature s’accompagnent de bénéfices en termes de paysage, de biodiversité, de gestion des eaux pluviales et de santé.
Les formes urbaines
La taille, la forme et l’agencement des constructions comme celles des axes de circulation, modifient de façon singulière les apports solaires, les écoulements du vent et, par conséquent, les bilans d’énergie propres à un espace urbain.
Selon les formes urbaines, la chaleur peut s’accumuler, rester captive ou au contraire être évacuée par le vent. Par exemple, une configuration de rues étroites, entourées de hauts bâtiments, peut nuire à la bonne ventilation, car elle crée des « canyons » où se stocke la chaleur occasionnée par le rayonnement solaire ou les activités humaines.
Ainsi il existe des variations de température selon le type d’aménagement. Dans les villes denses, les surfaces imperméables et les bâtiments vont concourir à chauffer l’air, mais vont surtout se réchauffer et stocker beaucoup d’énergie. Cet effet de stockage d’énergie est fortement influencé par la géométrie 3D de la ville.
Le bâtiment
Une réflexion sur la hauteur, l’orientation mais aussi la distance entre les constructions peut aider à limiter la chaleur. Cela contribue à limiter le recours à la climatisation active et au chauffage, par une optimisation de l’apport de lumière et de chaleur naturelles.
Les besoins énergétiques seront grandement diminués dans le cas d’un bâtiment bien isolé, pensé en bioclimatique. Un bâtiment n’est pas dit « bioclimatique » parce qu’il comprend des équipements de type pompe à chaleur, panneaux solaires ou photovoltaïques… Il l’est par sa conception, son orientation, son intégration à son environnement et au terrain. Ce type de bâtiment tire profit des apports de chaleur extérieurs et intérieurs en période froide, et au contraire se protège de la chaleur en été.
Travailler sur l’enveloppe des bâtiments permet de modifier l’absorption et la dissipation de la chaleur de l’environnement urbain. L’isolation et l’étanchéité du bâtiment sont ainsi essentiels pour améliorer le confort thermique intérieur.
Une attention doit être portée aux ponts thermiques (défauts de conception ou de réalisation de l’enveloppe isolante) comme aux vitrages. Ils peuvent être des points faibles de l’isolation thermique en laissant s’infiltrer la chaleur en été et le froid en hiver.
L’espace public
Des dispositifs d'aménagement et de mise en scène de l'espace public, plus ou moins légers, pérennes ou provisoires, participent également à améliorer le confort des habitants et des usagers au quotidien.
Un rafraichissement local, souvent plébiscité par les citadins, par des dispositifs ayant recours à l’usage direct de l’eau : jets et jeux d’eau, fontaines… est utilisé depuis l’Antiquité.
En complément des arbres et des bâtiments environnants, des structures d’ombrage, pérennes ou temporaires, peuvent être prévues : pergolas, arcades, passages dans les bâtiments, auvents, toiles et voiles d’ombrage, parasols, marquises… mais aussi panneaux solaires !
Changer d'approche pour le stationnement, réduire le trafic routier et déployer des aménagements favorisant les modes actifs participent à limiter les rejets de chaleur générée par les activités humaines, très impactantes dans la création des ICU.
En résumé : des solutions à combiner pour rafraîchir la ville
Pour aller plus loin
Les fiches techniques de l'ADEME "Plus fraîche ma ville"
Atténuer les îlots de chaleur urbains : méthodes et outils de conception des projets, APUR, 2020
- photos aménagement urbain Chicago
*illustrations AUAT d'après ADEME, photos AUAT
