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  • L’ilot de chaleur urbain : les villes de plus en plus touchées

Les îlots de chaleur urbain : quezaco ?

Les fortes chaleurs liées au réchauffement climatique créent dans les grandes villes des îlots de chaleur urbains, également connus sous l’acronyme ICU.
Ce phénomène a été découvert entre 1818 et 1820 par un pharmacien britannique, Luke Howard qui a noté une différence de températures nocturnes entre la ville – Londres pour son étude – et sa campagne de l’ordre des 3,7°C. Il nomma ce phénomène « îlot de chaleur ». Il se produit principalement la nuit où les températures en campagne baisse de manière plus importante que celles en ville. L’écart peut atteindre les 10 degrés sur une même nuit.

schéma explicatif de la chaleur dans le centre des villes

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

© Groupe DESCARTES – Consultation internationale de recherche et de développement sur « le Grand Pari(s) de l’agglomération parisienne », 02/2009

Les conceptions architecturales et l’ingénierie VRD sont pensées pour limiter la création de ces îlots de chaleur en ville.

Les facteurs impactant l’îlot de chaleur urbain

Plusieurs causes favorisent et intensifient ce phénomène aux conséquences environnementales multiples :
Faire une liste exhaustive des causes de l’îlot de chaleur urbain semble très complexe. Fortement variable, il dépend de la situation géographique et climatique de la ville, mais aussi de sa couverture végétale et de sa topographie. Les raisons des fortes chaleurs à Clermont Ferrand ou Grenoble (raisons principalement topographiques) ne sont pas les mêmes que celles qui expliquent les fortes chaleurs parisiennes.

La construction des logements et infrastructures est toujours réfléchie compte tenu de son albédo. L’effet d’albédo veut que tout corps réfléchit une partie de l’énergie solaire qu’il reçoit. L’albédo est la part d’énergie solaire réfléchie par rapport à celle reçue. Plus un corps est clair et plus il est réfléchissant : son albédo est fort. À l’inverse, un corps sombre absorbe davantage les rayons du Soleil : son albédo est faible

L’explication de l’effet d’albédo en vidéo :

En construction, plus l’albédo sera fort, plus de bâti pourra absorber l’énergie. De plus, l’agencement et la disposition des bâtiments auront un impact direct sur la circulation de l’air. Un vent fort entraînera cette circulation et permettra un rafraîchissement de celle-ci, tandis qu’un vent faible entraîne sa stagnation. De la même façon, une rue étroite et encaissée empêchera plus l’air de circuler qu’une grande rue dégagé.

L’eau et la végétation constituent des moyens de rafraîchissement. De plus en plus de villes sont touchées par une augmentation de la population qui engendre un manque de logements. Les arbres et la végétation en général ont tendance à disparaître au profit de constructions. Or l’association *manque de verdure + recouvrement massif des sols* rend lesdits sols imperméables. Lorsqu’il pleut, le ruissellement des eaux vers des émissaires artificiels, comme les égouts, est trop rapide. L’eau n’a donc pas le temps de s’évaporer. Or, l’évaporation contribue à rafraîchir l’air pendant la journée. Un phénomène particulièrement notable lors d’épisodes de canicule. 

La végétation permet en outre de maintenir une certaine humidité. Cette régression de la couverture végétale augmente la part de rayonnement solaire ingérée par le sol, qui libère donc plus de chaleur la nuit. Sans compter les revêtements urbains majoritairement gris foncés, qui – comme l’explique l’effet d’albédo –  absorbe plus de chaleur qu’un revêtement clair.

A cela viennent s’ajouter les modes de consommation et les activités humaines : la chaleur que provoquent les gaz d’échappements, la climatisation, l’éclairage des villes, les moteurs des avions ou encore les eaux chaudes dans les égouts.

Conséquences des ICU

Dans les îlots de chaleur urbain, on peut observer une diminution de la qualité de l’air et de l’eau. Lorsque la chaleur augmente fortement, cela favorise la libération de substances toxiques (comme les colles des matériaux de construction ou le revêtement des sols) et entraîne une multiplication du nombre d’acariens et de bactéries. La santé humaine est donc impactée. Les risques de stress thermique et de maladies respiratoires, dues aux émanations de gaz stagnant (de par la non-circulation de l’air) sont plus élevés.

Le phénomène de stress thermique désigne l’incapacité du corps humain à maintenir une température normale en raison de fortes chaleurs ou de taux d’humidité élevé.

Les symptômes dus à la chaleur elle-même :

  • – crampes musculaires ;
  • – intense fatigue ;
  • – vertiges ;
  • – maux de tête ;
  • – nausées ;
  • – etc.

Quelles solutions aux îlots de chaleur en ville ?

Des solutions peuvent être misent en place pour diminuer ces îlots de chaleur urbain :

  • – La re-végétalisation de l’espace urbain est un moyen de lutte efficace. En effet, elle permet de réduire la température ambiante en créant de la fraîcheur grâce aux espaces ombragés qu’elle apporte. L’évapotranspiration des plantes est un phénomène tout aussi intéressant que l’ombrage. Il s’agit de l’évaporation de l’eau par les feuilles depuis les racines.
  • Cette revégétalisation peut se faire à travers différentes formes : des parcs, des plantations ponctuelles, la végétalisation de stationnements, de pourtours de bâtiments, des murs végétaux ou encore les toits végétalisés.

Des bassins de rétention peuvent être mis en place pour permettre une meilleure gestion des eaux pluviales : fontaines ou cours d’eau permettant le rafraîchissement des habitants et l’humidification de l’air.

  • – L’utilisation de panneaux solaires et la création de bâtiments écologiques permettent, selon le projet MUSCADE (Modélisation Urbaine et Stratégies d’adaptation au Changement Climatique pour Anticiper la Demande et la production Énergétique), de diminuer légèrement l’ilot de chaleur urbain. Ainsi, dans la perspective d’un climat de plus en plus chaud dû à la fonte des glaces et au réchauffement climatique, la production d’énergie solaire via l’utilisation de panneaux photovoltaïques sur les toits pourrait être opportun.
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  • – La chaleur que provoquent les gaz d’échappements peut être amoindrie afin d’améliorer la qualité de l’air et de lutter contre ces ICU. Les solutions : l‘utilisation de transports en commun, le vélo, la marche à pied. Pour ce qui est du rapport chaleur intra bâtiment/gaz d‘échappement, l’isolation des bâtiments doit être de qualité.
  • Certaines grandes villes utilisent dorénavant la circulation différenciée pour réguler et limiter le nombre de véhicules dans les rues et améliorer ainsi la qualité de l’air.

Il est préférable d’utiliser des matériaux réfléchissants (qui possèdent donc un albédo élevé), qui n’emmagasinent pas la chaleur des rayonnements. Pour cela, il faut utiliser des peintures claires (blanc, beige) et des matériaux pâles (le plâtre, le marbre blanc…), comme le font les villes du sud depuis très longtemps.

Comment diminuer les ilots urbain en ville

Schéma des différents albédos de l’environnement urbain. Source

Enfin, des améliorations des matériaux de construction tendent à émerger. Le béton très bas carbone a été expérimenté en février 2019 pour sa capacité à produire cinq fois moins d’émission de carbone que les bétons « classiques ». Les villes profitent également des travaux d’aménagements urbains pour mettre des revêtements clairs au sol comme de la pierre calcaire ou de la pierre de Bourgogne. C’est la stratégie qu’a adopté la ville de Lyon pour la réhabilitation de sa « Place des Terreaux » à Lyon 1.