**Figure 34.** Dernière étape du modèle d'îlot de chaleur urbain : adaptation à la forme générale de l'agglomération toulousaine. (Source : Jegou et al. 2021)

**Figure 35.** Modèles graphiques de recommandations pour l'îlot de chaleur nocturne (à gauche) et le niveau de stress thermique diurne (à droite). (Source : Jegou et al. 2021)

**Figure 36.** Représentation chorématique de l'analyse de l'ICU de Metz

**Figure 37.** Représentation chorématique des recommandations pour la gestion de l'ICU de Metz

**Figure 38.** Emplacements des principaux toponymes cités dans la présente étude

**Figure 39.** Échelles spatiales utilisées dans le projet MApUCE : a) bâtiment, b) bloc et c) îlot, également appelé unité spatiale de référence (source : Hidalgo et al., 2018b)

**Figure 40.** Typologies de bâtiment et zones climatiques locales de la métropole toulousaine. Sources : BDMApUCE en 2015, une classification proposée par Dumas et Hidalgo s'appuyant sur la base de données MApUCE en 2017, Stewart et Oke (2012), et IGN ©, 2017

**Figure 41.** (A) Type de temps sensible 7 : jour typique d'été bien ensoleillé avec vent de sud-est. La température peut atteindre les 40 °C. Il est caractérisé par une grande amplitude thermique entre le jour et la nuit et un vent de sud-est persistant mais faible (2 m s⁻¹ le matin, 3,5 m s⁻¹ dans l'après-midi et 2,5 m s⁻¹ le soir). (B) Type de temps sensible 8 : jour typique d'été bien ensoleillé avec vent de nord-ouest. Bien que présent aussi pendant les autres saisons, il s'agit du type de temps sensible le plus fréquent en été. La température reste relativement élevée en été, la température maximale est de 30 °C, mais elle est plus douce que dans le TTS 7. Le vent de nord-ouest peut être relativement fort et humide, avec des pics de 4 m s⁻¹ dans l'après-midi. (C) TTS 9 : jour ensoleillé, très chaud en été, avec un vent de nord-ouest. Ce type de temps est très courant. En été, la température peut grimper jusqu'à 40 °C. Le vent souffle d'ouest le matin à nord-ouest l'après-midi, puis sud-ouest dans la soirée. La vitesse du vent varie elle aussi entre 2 m s⁻¹ le matin, 4 m s⁻¹ en milieu de journée et 2 m⁻¹ à nouveau en fin de journée. Ce type de situation météorologique est très favorable à la formation d'un îlot de chaleur nocturne intense. (T fait référence à la température de l'air, RR aux précipitations, HU à l'humidité relative et FF à la vitesse du vent)

**Figure 42.** Domaines de simulation (gauche) et zoom sur le domaine à plus haute résolution (D4, 250 m, droite)

**Figure 43.** Échelle d'intervalles pour l'UTCI (Universal Thermal Climate Index) en termes de stress thermique. Échelle d'intervalles proposée par l'Action COST 730 (droite ; UTCI, 2003). Proposition d'échelle d'intervalles utilisée dans cette étude (gauche).

**Figure 44.** Carte d'analyse de l'indicateur de stress thermique (UTCI) en journée à partir de simulations numériques pour la situation météorologique type (TTS 9) la plus favorable à la formation d'un îlot de chaleur urbain (ICU) fort en été

**Figure 45.** Carte d'exposition aux niveaux de stress thermique diurne des emplois privés

**Figure 46.** Les cartes d'analyse thématique du vent en journée pour les TTS 7, TTS 8 et TTS 9 : les discontinuités spatiales de la vitesse moyenne du vent (gauche), le ratio de vitesse (partie supérieure droite) et l'analyse de la fréquence de la combinaison direction/vitesse du vent (partie inférieure droite)

**Figure 47.** Carte d'analyse de l'indicateur ICU à l'aide de simulations numériques du type de temps sensible le plus favorable à la formation de ce phénomène en été (TTS 9)

**Figure 48.** Carte indiquant la densité de population et les niveaux d'exposition aux ICU du TTS 9, qui correspond à un temps d'été ensoleillé avec un vent faible orienté ouest-nord-ouest
**Figure 49.** Les cartes d'analyse thématique du vent la nuit pour (a) le TTS 7, (b) le TTS 8 et (c) le TTS 9 représentent les discontinuités spatiales de la vitesse moyenne du vent (gauche), le ratio de vitesse (partie supérieure droite) et l'analyse de la fréquence de la combinaison direction/vitesse du vent (partie inférieure droite)

**Figure 50.** Cartes des zones à enjeux en fonction du niveau de stress thermique diurne et du vent et de l'ICU nocturne et du vent

**Figure 51.** Couverture et première de couverture du Guide de recommandations édité par Toulouse Métropole à destination de ses services et des personnels en charge de la planification et de l'aménagement urbains intitulé « Prise en compte du climat dans la construction de la métropole de demain »

**Figure 52.** Analyse climatique de Berlin (vue générale, échelle 1/265 000 ; source : Senate Department for Urban Development and the Environment, Environmental Atlas)

**Table 1.** Exemple de leviers d'action face au risque de températures extrêmes en milieu urbain

**Table 2.** Synthèse des objectifs du Schéma de cohérence territoriale (SCOT) et du Plan local d'urbanisme intercommunal (PLU(i))

**Table 3.** Contenu réglementaire d'un PCAET (Source : http://www.occitanie.developpement-durable.gouv.fr/quel-est-son-contenu-r8335.html)

**Table 4.** Documents d'aide à l'intégration des enjeux climat-énergie dans les documents d'urbanisme avec une focale adaptation et prise en compte des enjeux microclimatiques locaux issus du projet MApUCE

**Table 5.** Responsabilités des collectivités territoriales en matière d'urbanisme (source : Ministère de la cohésion des territoires et des relations avec les collectivités territoriales)

**Table 6.** Résumé des moyens et objectifs techniques en lien avec la gestion du risque de températures extrêmes en milieu urbain dans le Schéma de Cohérence territoriale (SCOT)

**Table 7.** Résumé des moyens et objectifs techniques en lien avec la gestion du risque de températures extrêmes en milieu urbain dans le Plan Local d'Urbanisme Intercommunal (PLUi)

**Table 8.** Premiers éléments du tableau d'éléments libellés « InformationUrbaType » dans le Standard PLU V2017

**Table 9.** Caractéristiques de la journée la plus représentative de chaque type de temps sensible (TTS). Les fréquences sont fournies en base annuelle et par saison et les types de temps sensibles sont répertoriés par ordre de fréquence. Les caractéristiques des principales variables météorologiques (température et humidité de l'air, vent et précipitations) sont également présentées. Pour les directions du vent, les abréviations suivantes sont utilisées : ouest (O), nord-ouest (NO), nord-est (NE) et sud-est (SE)
## 2. Table des matières

<table><tr><td>Introduction</td><td>5</td></tr><tr><td>Partie I- Climat urbain : agenda et perspectives d'un risque climatique</td><td>9</td></tr><tr><td>Introduction. Un sujet de recherche internationalisé et interdisciplinaire</td><td>9</td></tr><tr><td>1. Quelle définition pour le climat urbain ?</td><td>9</td></tr><tr><td>2. Des risques composites définis par le changement climatique et le climat urbain</td><td>9</td></tr><tr><td>3. Internationalisation et interdisciplinarité, deux marques de la climatologie urbaine aujourd'hui</td><td>11</td></tr><tr><td>Chapitre 1 : Rendre opérationnel le savoir en climatologie urbaine, un enjeu d'actualité</td><td>12</td></tr><tr><td>1. Articuler production de connaissances et besoins opérationnels</td><td>12</td></tr><tr><td>1.1 Un intérêt ancien mais ténu, allant croissant</td><td>12</td></tr><tr><td>1.2 Quelques obstacles à cette articulation</td><td>12</td></tr><tr><td>1.3 La mise en agenda du changement climatique, une fenêtre d'opportunité pour lever certains obstacles</td><td>13</td></tr><tr><td>2. Des outils pour faciliter la gestion et les applications</td><td>14</td></tr><tr><td>2.1 Les grandes lignes d'un horizon de recherche appliquée</td><td>14</td></tr><tr><td>2.2 Multiplication des efforts d'intégration entre savoirs climatiques et urbanistiques</td><td>15</td></tr><tr><td>2.3 Un point sur les outils cartographiques</td><td>16</td></tr><tr><td>3. Les difficultés de l'opérationnalisation du savoir autour du risque climatique urbain</td><td>19</td></tr><tr><td>3.1 L'échelle d'intervention</td><td>19</td></tr><tr><td>3.2 Le poids de la segmentation disciplinaire, entre recherche et action</td><td>20</td></tr><tr><td>3.3 Les vertus des processus ascendants : montée en compétences et diffusion interservices</td><td>21</td></tr><tr><td>4. Discussion : Rétroaction des savoirs du local vers le global</td><td>22</td></tr><tr><td>Synthèse de la PARTIE I</td><td>25</td></tr><tr><td>Partie II - Nouvelles injonctions réglementaires et recherche en climatologie urbaine en France</td><td>27</td></tr><tr><td>Chapitre Premier : panorama du cadre réglementaire sous l'angle de l'adaptation à la hausse des températures</td><td>27</td></tr><tr><td>1. La planification spatiale réglementaire</td><td>27</td></tr><tr><td>2. La planification énergétique et climatique :</td><td>29</td></tr><tr><td>3. Les documents méthodologiques d'aide à l'intégration des enjeux climat-énergie dans les documents d'urbanisme</td><td>32</td></tr><tr><td>4 L'intégration progressive des enjeux climatiques dans la planification spatiale réglementaire</td><td>34</td></tr><tr><td>5. Discussion</td><td>41</td></tr><tr><td>Chapitre 2 : Les recherches en climatologie urbaine en France en 2021 : des recherches fondamentales à la climatologie urbaine appliquée</td><td>43</td></tr><tr><td>1. Contours et motivation de cet état de l'art</td><td>43</td></tr><tr><td>1.1. Motivation :</td><td>43</td></tr><tr><td>1.2. Objectifs :</td><td>43</td></tr><tr><td>1.3. Délimitation thématique et parti pris :</td><td>43</td></tr><tr><td>2. Une recherche en climatologie urbaine qui s'installe en France dans les années 1990 à 2000</td><td>46</td></tr><tr><td>3. Des études à l'échelle du quartier pour étudier avec précision une multiplicité de sujets en lien avec le microclimat</td><td>48</td></tr><tr><td>4. De l'observation aux outils de modélisation</td><td>50</td></tr><tr><td>4.1 Les outils de modélisation</td><td>51</td></tr><tr><td>Synthèse de la PARTIE II</td><td>57</td></tr></table>
<table>
  <tbody>
    <tr>
      <td></td>
      <td>58</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Partie III: Une contribution aux recherches à l'interface entre sciences du climat et l'urbanisme via leur dimension cartographique</td>
      <td>59</td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>59</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Chapitre Premier : Vue d'ensemble des travaux portés sur la cartographie climatique</td>
      <td>59</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1. La cartographie à visée opérationnelle est un champ mature pour un certain nombre d'enjeux environnementaux mais c'est un champ de recherche émergeant pour le climat</td>
      <td>59</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Ministère de l'Équipement, ministère de l'Environnement, Environnement et aménagement : cartes utiles</td>
      <td>59</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2. Diverses approches cartographiques été proposées et ont fait leurs épreuves avec Toulouse comme terrain d'application</td>
      <td>61</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3. Conclusion</td>
      <td>81</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Deuxième chapitre :</td>
      <td>82</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Cartographier le climat urbain pour la gestion du confort d'été en urbanisme : de l'analyse climatique et la sémiologie graphique aux recommandations</td>
      <td>82</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1. Introduction</td>
      <td>82</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2. Cadre théorique et méthodologique</td>
      <td>84</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3. Représentation du terrain et des données</td>
      <td>88</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4. Cartes climatiques pour Toulouse</td>
      <td>97</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>5. Discussion sur la sémiologie graphique des cartes climatiques</td>
      <td>111</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>6. Conclusion</td>
      <td>113</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Synthèse de la PARTIE III</td>
      <td>115</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Discussion finale</td>
      <td>117</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Annexe 1 :</td>
      <td>123</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Annexe 2 : Discontinuités spatiales de la vitesse moyenne du vent</td>
      <td>131</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Annexe 3 : Cartes d'analyse du stress thermique diurne pour les types de temps sensibles 7 et 8</td>
      <td>132</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Annexe 4: Cartes d'analyse de l'îlot de chaleur urbain nocturne pour les types de temps sensibles 7 et 8</td>
      <td>134</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Bibliographie</td>
      <td>137</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tables</td>
      <td>147</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1. Table des figures et des tables</td>
      <td>147</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2. Table des matières</td>
      <td>151</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>