○ Accompagnement

Avant de rendre les toits verts obligatoires sur une grande partie du territoire, la ville a recensé tous les professionnels ayant une expérience de toits verts avec l'aide de GRHC et leur a demandé de caractériser leurs produits ou prestations. L'inventaire a été ensuite publié sur le site internet de la ville. Ainsi, les promoteurs avaient à leur disposition des professionnels en mesure de les aider. Auparavant, le chargé de mission "green roof" de la ville a fait de nombreuses conférences auprès des associations de promoteurs et des propriétaires, il a aussi accueilli individuellement tous les porteurs de projets à la recherche d'explications (Berkshire, 2012a). Ceux qui sont en contact avec les promoteurs, les chefs de projet de développement de la ville ont été formés sur les toits verts et sur la façon d'en parler aux promoteurs dès leur première rencontre.

De nombreuses pages du site web de la ville étaient dédiées à la sensibilisation et à l'apport de connaissances mais nous avons constaté en 2013 et 2014 que ce n'est plus le cas : les informations mises en ligne par le site web de la ville sont maintenant presque exclusivement administratives.

□ Evaluation des effets la politique de déploiement des toits verts

Depuis 2004, Chicago a toujours été dans le top 3 du classement de GRHC. Près de 600 000 pieds carrés ont été réalisés en 2012 dans lé région métropolitaine (Green Roofs for Healthy Cities, 2013b). La ville a elle-même commandé un relevé aérien des toits verts sur l'ensemble du territoire communal en 2010 : 359 toits verts ont été identifiés pour un total de 5 469 500 pieds carrés. Ces toits étaient essentiellement réalisés dans des zones huppées avec une forte concentration au centre ville (152). La taille médiane d'un toit était de 5200 pieds carrés. 300 des toits verts correspondaient à des situations où la végétalisation du toit était imposée.

<figure><img src="image_31.png" /><figcaption>Figure 26 Carte des toits verts à Chicago septembre 2000 (Chicago Green Roofs, City of Chicago, 2012)</figcaption></figure>

Selon les données recueillies par GRHC, la surface annuelle de toits verts réalisés a sensiblement progressé de 2004 à 2007 (de 183 000 à 520 000 pieds carrés) et est restée stable jusqu'en 2011 avant de passer aux environs de 600 000 pieds en 2012 et 2013. La surface 2013 est à considérer avec prudence car elle est provisoire, en attente des résultats des relances faites par GRHC en juin et juillet 2014. On remarquera l'écart entre la surface relevée par photo-aérienne en septembre 2010 et le cumul 2004-2010 recueilli par GRHC respectivement 5,5 et 2,5 millions de pieds carrés.
<figure><img src="image_32.png" /><figcaption>Figure 27 Surfaces annuelles de toits verts réalisés de 2004 à 2013 (GRHC survey)</figcaption></figure>

Le tableau suivant récapitule la chronologie des actions prises par la ville au cours de la même priode.

<table><caption>Tableau 10 Measures chronology implemented by City of Chicago</caption><thead><tr><th>Chicago Standard</th><th>GR Obligatory for important and some financially assisted buildings (25 to 50%)</th><th>GR obligatory for all buildings located in development zones or financially assisted (50 to 100%)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Stormwater Retention requirement</td><td></td><td>A 0,5 inch retention required for all development and redevelopment, except single or two-family houses</td></tr><tr><td>Green Roof Grants</td><td colspan="2">For small residential and commercial buildings</td></tr><tr><td>Expedited Permit</td><td colspan="2">For all new or improving buildings (LEED or Green Globe required or Green Homes agreement)</td></tr><tr><td>2000-2003</td><td>2004</td><td>2005-2006-2007</td><td>2008</td><td>2009</td><td>2010</td><td>2011</td><td>2012</td><td>2013</td></tr></tbody></table>

En superposant le tableau et la figure, on constate une augmentation progressive à partir de 2004, année de mise en place du Chicago Standard et de la subvention<fnref n="16" />. Il est ensuite surprenant de ne pas constater de progression après l'augmentation des proportions de surfaces végétalisées et l'extension des périmètres où les toits verts sont rendus obligatoires. Cela peut s'expliquer par la crise immobilière que traduit le graphique suivant qui porte sur le nombre annuel de logements construits sur la ville de Chicago de 2004 à 2012. Il a plus que doublé entre 2004 et 2006 (6200 à 14000) et chuté de 90% en 2008 et 2009 (passant de 13 500 en 2007 à 1250 en 2009).

<footnote n="16">¹⁶ Cette subvention ciblée sur les petits bâtiments commerciaux et résidentiels était deux fois plus demandée que ne le permettait l'enveloppe budgétaire. Seuls une vingtaine de projets ont été financés chaque année, pour une surface totale relativement limitée (Berkshire, 2012a).</footnote>
<figure><img src="image_33.png" /><figcaption>Figure 28 New housing units in Chicago 2004-2012 (US census 2014)</figcaption></figure>

Pour neutraliser l'effet de la crise, nous avons calculé un ratio de surfaces de toit vert par unités de logements construits. Même s'il ne s'applique pas exactement sur les mêmes périmètres de bâtiments, il constitue un indicateur de la pénétration du toit vert sur le marché de la construction.

<figure><img src="image_34.png" /><figcaption>Figure 29 Green roof area by housing unit in Chicago 2004-2012 (GRHC and US Census)</figcaption></figure>

L'indicateur de pénétration est stable et faible jusqu'en 2006. Il augmente de 50% en 2007 et de 100% en 2008. La pointe de l'indice observée en 2008 et 2009 pourrait s'expliquer, comme à Portland, par un décalage temporel entre l'effondrement de la construction de logements et la chute (plus nuancée et plus tardive) des bâtiments commerciaux et municipaux.

Il semble donc que l'extension du périmètre d'obligation de végétaliser et l'augmentation des proportions minimales de toit mises en place en 2008 contribuent fortement au déploiement de toits verts. L'on peut faire l'hypothèse qu'en l'absence de la crise immobilière, la surface de toit vert aurait rapidement progressé entre 2008 et 2010 avant d'atteindre le palier observé qui se situe à un niveau dix fois plus élevé qu'en 2006 et trois fois plus qu'en 2008. L'on peut supposer que l'abandon des subventions en 2009 (date incertaine) a eu peu d'effet du fait que les toits verts
étaient quasiment devenus obligatoires. Il n'est pas possible de tirer des enseignements sur les effets de l'introduction d'une exigence de rétention d'eau car elle est doublement masquée par le renforcement des obligations en matière de toit vert.

Nous n'avons pas connaissance de la proportion de nouveaux bâtiments (ni de nouveaux logements) sur qui ne pèsent pas d'obligation de végétalisation. Nous supposons que le niveau du palier observé depuis 2010 augmenterait si l'obligation s'appliquait à un nombre plus important de nouveaux bâtiments.

Conclusion

Chicago se caractérise par un portage politique fort de la végétalisation des toits. La communication politique met l'accent sur la durabilité et le changement climatique même si la question des eaux pluviales a fortement pesé. La forte implication du politique n'est probablement pas spécifique aux toits verts, elle correspond à un mode de gouvernement basé sur le leadership du maire et une maîtrise forte et assumée de l'urbanisme. Les outils de zonage et de financement permettent à la ville d'imposer les toits verts sur une grande part du territoire en tenant compte de la diversité des quartiers en matière de marché de l'immobilier. Les résultats sont au rendez-vous puisque la surface de toit vert par unité de logement a substantiellement et soudainement progressé (de 50 à 250 pieds carrés).

Les prescriptions relatives aux toits verts se sont insérées dans les dispositifs d'obligation et de subvention préalablement mis en place pour les Green building. De 2004 à 2007, le programme pilote accordant des subventions à des bâtiments innovants de type green building sélectionnés par appel à projet a permis un premier apprentissage collectif tant du côté des professionnels que des services de la ville. Sur la même période, l'imposition modérée (une proportion de 25 à 50%) de la végétalisation des toits -sur une part des projets que la ville est susceptible de maîtriser- a permis d'évaluer la faisabilité économique des toits verts (essayabilité, observabilité des avantages relatifs, compatibilité). Au vu de ses expériences, la ville s'est autorisée à mettre en place l'obligation de réaliser des toits verts qui est probablement la plus contraignante et étendue des villes états-uniennes.

Cette obligation n'aurait peut-être pas été aussi élevée (en terme de proportion de toit vert) si elle avait été inscrite dans le code des bâtiments car elle aurait dû être appliquée à l'ensemble du territoire communal, y compris aux zones les plus fragiles socialement et économiquement. Le fait d'asseoir l'obligation sur le zonage et sur les dispositifs de financement (TIF) permet d'exempter ces secteurs de la ville et, ce faisant, d'élever l'exigence de végétalisation ailleurs.

L'apprentissage collectif de la première phase (2004-2007) a préparé une grande part des acteurs de la construction. Des efforts d'information ont été faits en 2008 et 2009. Ce n'est plus le cas aujourd'hui, preuve que les toits verts sont intégrés dans les routines de la construction. Ils ont perdu leur valeur en terme d'image à tel point que le maire de Chicago met désormais l'accent sur les panneaux solaires.

2.2.4 Washington : championne des toits verts installés et des incitations

Washington est une ville de 600 000 habitants (50% afro-américaine, 43% blanche, 4% asiatique selon US Census 2010) dans une métropole de près de 6 millions répartis sur trois Etats Maryland, Virginia et West Virginia. Elle constitue la plus grande métropole de chacun de ces Etats.
<figure><img src="image_35.png" /><figcaption>Figure 30 Cartes de l'aire métropolitaine de Washington (DC MSA) et de la conurbation Washington-Baltimore (DC-balt-metro)</figcaption></figure>

En tant que capitale des Etats-Unis, Washington est le siège des institutions politiques fédérales. A ce titre, elle n'est pas rattachée à un Etat et est soumise à un statut administratif particulier de District et placé sous la juridiction exclusive du Congrès des États-Unis. Depuis le Home Rule Act de 1973, le conseil du District (composé de 13 membres élus) peut voter des taxes et un budget mais celui-ci doit être approuvé par le Congrès. Contrairement au reste du pays où les pouvoirs des municipalités sont définis et contrôlés par les Etats, ce sont directement des Départements ou les Agences fédéraux qui délivrent les autorisations habituellement délivrées par les Etats (cf. monographie de Portland). C'est notamment le cas pour le permis municipal de rejet des eaux assainies dans le milieu naturel que la Clean Water Act a instauré<fnref n="17" />.

Elu par le Conseil du District, le maire dirige l'administration municipale. Le District est un bastion du parti démocrate, le maire actuel Mayor Vincent Gray a été élu en 2011. Par la suite, nous utiliserons indifféremment Washington, District of Columbia, Washington DC ou DC pour désigner l'autorité locale.

Les autorités locales sises dans l'aire métropolitaine ont mis en place une instance de coordination et de discussion : le Metropolitan Washington Council of Governments (MWCOG). C'est une association non-gouvernementale qui regroupe 21 municipalités, des membres des parlements du Maryland et de Virginia et des membres du Sénat et de la House of Representatives fédéraux.

Avec 425 millions $, l'aire métropolitaine constitue la 4ème métropole économique des États-Unis. Au cœur de cette métropole, Washington tient ses ressources du gouvernement fédéral (29% des emplois sont fédéraux) et des organisations qui lui sont liées (World Bank, International Monetary Fund (IMF), Inter-American Development Bank ... 200 ambassades) ainsi que du tourisme.

Le climat est humide et sub-tropical. La température moyenne mensuelle maximale est modérée (21 °C en aout) mais la région est exposée à des vagues de chaleur et des tempêtes en été (City-data.com, 2014).

Washington est située sur la cote est des États-Unis au bord des rivières Anacostia et Rock Creek dans l'estuaire de la Chesapeake Bay qui débouche sur l'océan Atlantique à plus d'une centaine de kilomètres. Le territoire du District est réparti sur trois bassins versants comme le montre la carte ci-dessous. La partie la plus urbanisée est drainée par un réseau unitaire (combined sewer) hachuré en gris sur la carte (Chesapeake Bay Foundation, 2008). Un quart de l'espace est couvert par des parcs et forêts (City-data.com, 2014).

<footnote n="17">¹⁷ Le National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) Permit</footnote>
<figure><img src="image_36.png" /></figure>

Source: D.C. Water and Sewer Authority
Figure prepared by: Limno-Tech, Inc.

<caption>Figure 31 Réseau d'assainissement unitaire et bassins-versants de washington DC (Barbara Deutsch et al., 2005a)</caption>

□ Une Championne des toits fortement contrainte par des problèmes d'eaux pluviales

Avec plus de 1 millions de pieds carrés de toits verts pour DC et plus de 2 millions pour l'aire métropolitaine en 2012 et 2013, Washington occupe la première place dans le classement de l'association GRHC. Au début des années 2000, la ville et les diverses autorités locales en charge de la protection des milieux naturels ont mis en oeuvre des mesures réglementaires et incitatives visant à limiter les surverses des eaux polluées dans l'estuaire. Ces mesures sont aussi associées à des objectifs d'efficacité énergétique, de qualité de l'air et de développement de l'emploi (Barbara Deutsch et al., 2005b) (DDOE, 2014a).

Un tiers du réseau d'assainissement de la ville est unitaire (eaux usées et pluviales). Chaque année, le réseau est saturé en moyenne à 75 reprises et déverse directement 1,5 millions de gallons d'eaux polluées dans la rivière Anacostia (Chesapeake Bay Foundation 2008).

En 2003, la Chesapeake Bay Foundation, une association de protection des milieux naturels de l'estuaire, a initié un programme subventionnant la réalisation de toits verts en direction des propriétaires de bâtiment. Son objectif était de démontrer la faisabilité technique, économique et politique des toits verts sur les bâtiments commerciaux (Chesapeake Bay Foundation, 2008). Ce programme a été financé par le succès d'une procédure judiciaire menée contre le District of Columbia et la *Water and Sewer Authority* (devenue maintenant DC Water) pour leur gestion inappropriée des eaux pluviales dans le district. La Chesapeake Bay Foundation a ainsi obtenu 300 000$ pour des projets de démonstration de toits verts : 8 toits verts ont été réalisés dans l'aire métropolitaine dans un objectif de sensibilisation et de démonstration (Chesapeake Bay Foundation, 2008).

Suite à cette décision de justice, le District of Columbia Water and Sewer Authority s'est engagé à réaliser à construire d'ici 20 ans trois tunnels souterrains pour éviter la saturation des réseaux d'assainissement de la ville. Ce projet ayant été évalué à plus de 2,5 milliards de dollars, une
somme colossale pour une ville de 600 000 habitants, le District essaie de temporiser en mettant en avant les Green Infrastructures (Fears, 2012).

En 2006, le Metropolitan Washington Council of Governments crée un programme intitulé Anacostia Watershed Restoration Partnership. Il a pour objectif de résoudre les problèmes de pollution par les eaux pluviales du bassin versant à l'horizon 2032 (Anacostia Initiatives, District of Columbia, 2014).

En 2007, le District met en place une subvention pour la réalisation de toit vert. Elle est pilotée et instruite par le District Department of Environment (DDOE), le service de la ville chargé de mettre en oeuvre les politiques municipales en matière d'environnement et d'énergie. Elle met ainsi en oeuvre le DC Green Building Act de 2006 qui avait fixé le niveau LEED-silver de l'USGBC pour tous ses bâtiments et imposait LEED-standard aux bâtiments non résidentiels de plus de 10 000 pieds carrés et aux bâtiments résidentiels de plus de 50 000 pieds carrés que le District co-finance.

Ces actions s'inscrivent dans le plan climat de la ville élaboré en 2006 et renouvelé en 2011 : l'ambition est de faire du district " *the healthiest, greenest and most livable city in the nation over the next 20 years*" (About Sustainable DC, District of Columbia 2014). Le plan vise à réduire les émissions de gaz à effet de serre de 50% en 2031 par rapport à l'année 2006 et de 80% en 2050 (Sustainable DC Plan, District of Columbia, DDOE 2011).

Dans ce plan, les toits verts sont cités comme une des solutions au défi de la protection des ressources en eau. Il vise l'installation de 2 millions de pieds carrés de toits verts supplémentaires d'ici 2018 ce qui est relativement modeste si l'on prend en compte les statistiques de GRHC à moins que ce chiffre se base sur le décompte du DDOE (cf. infra).

De son côté et à peu près au même moment, le gouvernement fédéral -premier propriétaire foncier et immobilier du district- s'impose le niveau silver pour ses nouveaux bâtiments et les rénovations majeures et s'efforce autant que possible de végétaliser les toits, nombre de ses bâtiments nouveaux ou rénovés en sont dotés<fnref n="18" />.

En 2005, Washington accueille la 2ème conférence annuelle de GRHC, trois ans plus tard le maire de Washington reçoit le prix de "Civic Leader Award of Excellence" de l'association pour sa mise en oeuvre d'une politique de promotion des toits verts (GRHC, 2008).

* Une politique en direction des promoteurs et propriétaires basée sur des subventions et des incitations indirectes associées au renforcement de la réglementation des eaux pluviales

* Des mesures indirectes centrées sur la rétention des eaux pluviales : obligations réglementaires, marché de compensation, refonte de l'assiette et déductions de la taxe

Au-delà des bâtiments municipaux, les différentes autorités locales agissant sur le périmètre du district of Columbia ont mis en oeuvre depuis une dizaine d'années des dispositions qui incitent indirectement à la végétalisation des toits : le règlement de rétention des eaux pluviales, des déductions de la taxe sur les eux pluviales et la **subvention pour les projets innovants.**

## Le règlement de rétention des eaux pluviales et marché de compensation

Le District of Columbia a reçu son premier permis relatif au rejet des eaux assainies en 1999 de la part l'EPA (US Environmental Protection Agency) en vertu de son statut particulier (non rattaché à un Etat). Le nouveau permis accordé en 2004 a expiré en 2009. Le permis suivant n'a été délivré qu'en octobre 2011 du fait de divergences entre l'EPA, le District of Columbia et, probablement, des Départements fédéraux officieusement concernés car propriétaires de nombreux bâtiments. Alors que le permis de 2004 mentionnait des pratiques de types green infrastructures pour les aires urbanisées, le permis de 2011 établit des performances minimales en terme de gestion des eaux pluviales (US EPA, 2010) que le District of Columbia s'engage à inscrire dans sa réglementation.

<footnote n="18">¹⁸ http://www.gsa.gov/portal/content/103493</footnote>
Il s'agit notamment d'une obligation de retenir sur place un minimum de 1,2 pouce d'eau (seuls 10% des épisodes pluvieux génèrent une hauteur de pluie supérieure à cette valeur) sur tous les projets immobiliers neufs de plus de 5000 pieds carrés et de 0,8 pouce pour les rénovations majeures (US EPA, 2012) (District of Columbia, DDOE, 2014). Le permis de construire peut cependant être délivré s'il n'atteint que la moitié de la performance, le maître d'ouvrage devra alors compenser la différence en finançant des mesures de rétention sur un toit existant ou bien acheter des crédits sur le marché privé de Stormwater Retention Credits (cf. infra).

Les acheteurs de ce marché sont les propriétaires des bâtiments neufs (ou rénovés de façon majeure) qui retiennent entre 0,6 et 1,2 pouce d'eau pluviale. Les vendeurs sont des propriétaires de bâtiments existants ayant pris des mesures -agréées par le DDOE- permettant de retenir plus de 1,2 pouce d'eaux pluviales. Il s'agit d'accroître la contribution des solutions et des sites les plus compétitifs au volume global de rétention d'eau sur le territoire et d'apporter des financements complémentaires pour les projets les plus ambitieux de végétalisation de bâtiments existants.

## Changement d'assiette et déductions de la taxe "eaux pluviales" (stormwater fee)

La taxe sert à couvrir les dépenses de gestion des eaux pluviales. Initialement basée sur l'unité résidentielle, elle a été révisée en 2010 pour prendre en compte la surface imperméabilisée de la propriété. Ainsi, le propriétaire d'une parcelle de surface imperméabilisée entre 7000 et 11000 paiera 9 fois plus que celui d'une surface de 700 à 2000 pieds carrés (2,67$ par mois). La taxe s'applique aussi aux bâtiments commerciaux et à l'habitat collectif à raison de 2,67$ mensuel pour 1000 pieds carrés de surface imperméabilisée (Changes to District's Stormwater Fees, DDOE, 2014).

Cette taxe concerne évidemment tous les bâtiments existants. Les propriétaires de maison individuelles peuvent demander pour une période de 3 ans une déduction pouvant atteindre 55% après avoir dés-imperméabilisé des surfaces qui l'étaient initialement. Le toit vert constituant une des solutions, les caractéristiques à remplir pour bénéficier de la réduction sont décrites dans un guide (Notice of Final Rulemaking..., DDOE, 2014d).

## La certification Green building

Dans la lignée du DC Green Building Act de 2006, la ville s'est imposée la certification LEED et l'a imposé peu après aux bâtiments résidentiels de plus de 10 000 pieds carrés qu'elle cofinance (ce qui est le cas du logement social). Depuis 2012, cette obligation a été étendue aux développements privés de plus de 50 000 pieds carrés. La végétalisation d'un toit apporte, au titre de différentes rubriques de LEED, plus du dixième des points.

De nombreuses spécifications de LEED ont été introduites dans le code des bâtiments du District. Rappelons que le code des bâtiments est une prérogative des Etats, le District of Columbia dispose donc de son propre code.

* Des mesures directes (spécifiques aux toits verts) exclusivement incitatives : subvention

Une subvention de 3$ par pied carré dans la limite de 12000$ par projet a été instaurée en 2007 par le DDOE. En 2008, ces montants ont été augmentés respectivement à 5$ et 20000$, puis à nouveau fin 2013 pour atteindre 7$ à 15$ par pied carré dans certaines sous-bassins-versants (voir la carte ci-dessous). Une aide supplémentaire de 250$ est attribuée pour les bâtiments de moins de 2500 pieds carrés dans le cas où une étude de la structure est menée.

Cette subvention s'applique aux bâtiments neufs comme existants sous réserve de respecter les prescriptions techniques.
<figure><img src="image_37.png" /><figcaption>Figure 32 Targeted Sub-watersheds for extra grants since 2013 (DDOE 2014)</figcaption></figure>

Cette subvention est cumulable avec les déductions de la taxe "eaux pluviales" (stormwater fee). Ce cumul rend rentable la végétalisation de toit existant à l'occasion du remplacement de la membrane compte tenu du fait que le toit vert double la durée de vie usuelle de la membrane.

### ○ Accompagnement

DDOE s'appuie sur l'association DCGreenworks pour la sensibilisation et la formation des habitants, des propriétaires et des acteurs économiques (small business).

Créée en 2000, cette petite association s'est impliquée dans des programmes environnementaux communautaires : volontaires de quartiers pour le verdissement, formation de chômeurs au jardinage, sensibilisation aux techniques vertes... En 2004, elle a participé à la conception de projets expérimentaux de toit vert : l'un pour le District of Columbia, l'autre pour un promoteur immobilier. En 2007, elle a été choisie par DDOE pour animer le Pilot Green Roof Subsidy Program, au bout de 3 ans 160 000 pieds carrés ont été installés avec sa médiation sur des bâtiments commerciaux et résidentiels. DDOE l'a chargée en 2008 de promouvoir les barils de récupération des eaux pluviales (2700 ont installés depuis) ("our story | dc greenworks," n.d.).

Le DDOE a aussi développé en partenariat avec les Départements du District en charge de l'économie et de l'emploi des programmes de formation des petits entrepreneurs et des chômeurs (Tulou and Karimi, 2012). Les premières années, DDOE mettait une liste de professionnels à disposition des propriétaires.

## ☐ Evaluation des effets de la politique de déploiement des toits verts

Le District of Columbia of Columbia a mis en place en quelques années des incitations financières relativement généreuses en terme de subventions et de déductions fiscales. Elle a aussi profondément modifié l'assiette de la taxe des eaux pluviales pour en faire un mécanisme incitant à réduire l'imperméabilité des sols et à retenir l'eau de la toiture. Les résultats sont au rendez-vous : entre 2004 et 2012, la surface annuelle de toits verts réalisés est passée de 15 000 à 1 050 000 pieds carrés selon GRHC et de 0 à 497 000 (en 2012) pieds carrés selon DDOE.
<figure><img src="image_38.png" /><figcaption>Figure 33 Green roofs annual area before correction (GRHC et DDOE 2002-2013)</figcaption></figure>
Commentaire sur l'écart de surface recensée par GRHC et par DDOE

Sur ce graphique, l'écart est important entre les surfaces recensées par GRHC et celle issues de DDOE (un document pdf téléchargé sur le site de DDOE intitulé "DDOEGreenroof_database_website" daté de février 2014).

Nous avons analysé l'année 2012 pour laquelle nous disposions de surface par projet : 22 recensés par DDOE et 71 par GRHC. Il apparaît peu de correspondances entre les deux bases de données : au mieux un tiers des surfaces de toits recensées par DDOE se retrouvent dans GRHC, la réciproque n'est vérifiée qu'à peine dans un sixième des cas. La liste DDOE ne mentionne aucune surface entre 7050 et 14425 alors que GRHC en compte 6 pour un total de 59 000 pieds carrés ni entre 32 234 et 260000 pieds carrés alors que GRHC en recense 6 pour un total de 398 000 pieds carrés. Quelques surfaces qui n'apparaissent que dans la liste GRHC 2012 apparaissent dans la liste DDOE en 2011.

Il est donc vraisemblable que la liste DDOE soit d'une part légèrement anticipée par rapport à celle de GRHC et d'autre part incomplète. Par exemple, alors que deux opérations de 390 000 et 550 000 pieds carrés apparaissent respectivement en 2012 et 2013 sur la liste GRHC, seules deux opérations de plus de 100 000 pieds carrés apparaissent sur la liste DDOE depuis 2011 : 260 000 (phase 1 du quartier général de USCG) en 2012 et 140 000 (phase 2 du siège de USCG) en 2013. Les 550 000 pieds carrés recensés par GRHC pourraient correspondre eux aussi au siège de l'USCG selon l'inventaire des toits verts de l'agence en charge des bâtiments fédéraux (GSA)<fnref n="19" />. Reste à savoir si les 390 000 recensés par GRHC en 2012 correspondent bien à un autre projet que celui de l'USCG et donc des 550 000 pieds carrés comptabilisés l'année suivante.

Alimentées par les déclarations volontaires de prestataires des toits verts, la liste GRHC n'est pas à l'abri de doublons. Sans compter le doublon potentiel du siège de l'USCG, nous avons identifié entre 2 et 7% de doublons potentiels en tenant compte de la proximité des valeurs mais ce pourrait être le double si deux déclarants d'un même projet avaient, l'un indiqué la surface de la toiture et, l'autre la surface végétalisée.

In fine, la surface annuelle de toits verts à Washington peut faire l'objet de variation importante d'une année à l'autre du fait de très grands projets de bâtiment portés par des institutions fédérales.

Dans le graphique suivant, nous avons retiré les toits verts de plus de 100 000 pieds carrés ainsi que corrigé la surface de l'année 2008, car elle correspond, contrairement aux précédentes et aux suivantes, à l'aire métropolitaine et pas seulement au District of Columbia. Elle a été divisée par deux conformément au rapport observé en 2012 et 2013 entre la surface de toits verts de DC et celle de la métropole.

<footnote n="19">¹⁹ http://www.gsa.gov/portal/content/103493 consulté le 23 juillet 2014.</footnote>
<figure><img src="image_39.png" /><figcaption>Figure 34 Adjusted (without > 100 000 sqft) green roofs annual area in DC (GRHC&DDOE 2002-2013)</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 11 Chronology of DC measures in Washington</caption><thead><tr><th>Grants Chesapeake Bay Foundation</th><th>Pilot projects</th><th></th><th></th><th></th></tr></thead><tbody><tr><td>Green Building</td><td>For District owned buildings</td><td>+ for >10,000 financially assisted buildings</td><td>+ for all private buildings >50,000</td></tr><tr><td>Green Roof Grants</td><td>$3/sf</td><td>$5/sf</td><td>$7-15/sf</td></tr><tr><td>New Stormwater Fee + Discount</td><td></td><td colspan="2">For all buildings</td></tr><tr><td>Stormwater Retention requirement + trading</td><td></td><td colspan="2">A 1,2 inch for all projects over > 5,000</td></tr><tr><th>Year</th><th>2001-2003</th><th>2004-2006</th><th>2007</th><th>2008</th><th>2009</th><th>2010</th><th>2011</th><th>2012</th><th>2013</th></tr></tbody></table>

L'installation de toits verts a démarré en 2005/2006 notamment avec les projets pilotes cofinancés par l'association environnementaliste Chesapeake Bay Foundation.

La mise en place de la règlementation (1,2 pouce) se traduit par un doublement de la surface en 2011 suivie par une augmentation annuelle de 20% en 2011 et 2012 qui peuvent s'expliquer par les dispositions incitatives (déduction de la taxe eaux pluviales, augmentation de la subvention...). Les données ne permettent pas de savoir si cette progression porte sur le neuf ou l'existant.

Entre, ces deux périodes, il n'y a pas de progression mais plutôt des fluctuations que l'on pourrait expliquer ainsi :

* entre 2005 et 2008 par des décalages temporels (d'une année) dans les déclarations à DDOE et les enregistrements dans la liste du DDOE,

* entre 2008 et 2009-2010 par la crise immobilière qui a fait chuter la construction de maisons individuelles dès 2008, de condominium (promotion résidentielle privée) à partir de 2009 et de bâtiments tertiaires et commerciaux privés à partir de 2010.
Nous avons essayé d'évaluer les effets des mesures sur la pénétration des toits verts. L'indicateur de surface de toit vert par unité de logement construit fluctue indépendamment des mesures. Nous l'expliquons par le fait que la construction de logements n'est pas représentative de la construction en général compte tenu du faible poids démographique de Washington dans l'aire métropolitaine (un dixième de la population) et de sa fonction singulière de ville administrative.

## Conclusion

Contraint à plusieurs reprises par des autorités juridiques et administratives fédérales, le District of Columbia a développé à partir de 2007 des mesures pour retenir les eaux pluviales sur les parcelles et notamment en toiture des bâtiments. Ce furent d'abord des subventions par pied carré de toits verts (comme Portland l'avait fait quelques années plus tôt) de 3$ partir de 2007 et de 5$ à partir de 2008 et 7 à 15$ dans quelques zones particulières.

Après moultes discussions avec l'EPA le District a ensuite utilisé la taxe sur les eaux pluviales de façon novatrice à partir de 2010. Primo, il a totalement modifié son assiette en remplaçant le montant forfaitaire par ménage par un montant unitaire selon la surface imperméabilisée de la parcelle. Deuxio, il a imposé une hauteur minimale requise de rétention d'eau pluviale de 1,2 pouce pour tous les projets nouveaux ou rénovés de plus de 5000 pieds carrés. Tertio, il autorise une performance deux fois moindre que cette hauteur minimale sous réserve de réaliser le complément sur un bâtiment existant. Quatro, il a instauré une bourse (ou mobilisant d'autres techniques)

Le principe de marché de compensation existait déjà dans le Clean Water Act et il était appliqué pour les polluants de l'eau par plusieurs villes américaines. C'est un employé de DDOE qui a eu l'idée de l'appliquer à la rétention des eaux pluviales. DDOE a proposé à EPA de l'inclure dans le permis finalement délivré en octobre 2011. C'était pour DDOE une des conditions pour fixer le seuil minimal aussi élevée (1,2 pouce) (Tulou and Karimi, 2012).

Alors que le marché de compensation est aussi une idée libérale (au sens européen du terme), DDOE soulignent que la possibilité de s'affranchir de la moitié de l'exigence de 1,2 pouce incite les promoteurs qui construisent dans les parties riches de la ville à rechercher des toits en réfection dans les quartiers pauvres afin de financer leur végétalisation. Autrement dit, le marché de compensation entraine des transferts financiers des riches vers les pauvres et introduit les toits verts dans les zones pauvres où les propriétaires n'ont pas les moyens de les financer.

Effet ou pas de la nouvelle exigence et de la taxe relatives aux eaux pluviales, toujours est-il que le principal maitre d'ouvrage de la capitale (General Service Administration : l'agence immobilière du gouvernement fédéral) a végétalisé plusieurs centaines de milliers de pieds carrés en 2012 et 2013 tout comme de nombreux promoteurs ... et l'ambassade de France.

Certes les nouvelles constructions privilégient la toiture végétalisée pour respecter l'obligation de rétention mais il faudrait que la végétalisation progresse massivement sur les toits existants pour résoudre les problèmes de surverses des eaux usées lors des épisodes pluviaux intenses. Il n'est pas certain qu'elle croisse suffisamment vite dans les prochaines années pour que le district puisse longtemps s'affranchir de la réalisation de gigantesques tunnels qu'il s'était engagé à réaliser d'ici 2024 (Fears, 2012). C'était l'avis que le directeur du DDOE a émis à un représentant de l'EPA mi-2012 et qui a entrainé son limogeage par le maire de Washington.

### 2.2.5 Toronto : championne de Canada après intégration dans son code du bâtiment

La capitale provinciale de l'Ontario a une population de 2,6 millions d'habitants après la fusion de 6 municipalités en 1998, elle est la 4ème ville la plus peuplée d'Amérique du nord. Elle se situe au coeur d'une agglomération de 5,6 millions d'habitants. Toronto est le centre financier et économique du Canada. La ville seule représente 11% du PIB du pays.

Elle se situe au nord-ouest du Lac Ontario et de la région américano-canadienne des Grands Lacs. Elle est traversée par deux rivières desservant la riche province de l'Ontario, la plus peuplée du Canada. Son climat est continental mais reste tempéré par le lac ; les températures mensuelles hivernales sont négatives, la température estivale oscille généralement entre 15 et 25 °C mais
peut augmenter à tel point que l'on parle de vague de chaleur. Elle causerait plus d'une centaine décès prématurés par an (Canadian Environmental Health Atlas, 2014).

Championne du Canada imposant les toits verts après un long processus d'élaboration accompagné par GRHC

Toronto est la première ville d'Amérique du nord à rendre obligatoire les toits verts pour (presque) tous les nouveaux bâtiments, en janvier 2010. L'activisme de l'association nord-américaine Green Roofs for Healthy Cities n'est pas pour rien dans cette décision. Depuis 2010, elle apparait dans le Top10 du classement de GRHC.

En 1998, Cardinal Group Inc., une firme de conseil et d'ingénierie de Toronto publie un rapport intitulé "Greenbacks from Green Roofs: Forging a new industry in Canada" (Steven Peck et al., 1999). Le rapport recense les bénéfices des toits et des murs verts, examine les barrières à une diffusion rapide de ces techniques par le marché et fait des recommandations pour les lever en proposant un "National Action Plan". L'année suivante, une association à but non lucratif est créée avec le soutien de Cardinal Group Inc. et de huit autres compagnies intéressées par le développement des toits verts. Elle bénéficie du soutien du maire-adjoint Ootes et de son successeur Joe Pantalone.

Sur les conseils de GRHC, les toits verts sont intégrés en 2002 dans le Natural Environment Plan qui est un volet du Official Plan of Toronto (Participant's Manual, GRHC 2006). Ce dernier plan est un document légal de planification à long terme que les municipalités sont tenues d'élaborer et de voter selon la loi provinciale Ontario Planning Act. En 2003, le maire Joe Pantalone organise une table-ronde sur l'Environnement qui décide de la mise en place d'une Green roof Task Force. Le conseil de la ville décide de la création de deux projets démonstrateurs : en 2002, situé au-dessus d'un parking, le parvis de l'hôtel de ville est aménagé pour laisser place à huit plots expérimentaux végétalisés de plus de 300 m² puis en 2003, un toit vert extensif -sans maintenance- est installé sur un bâtiment communautaire de quartier (Banting et al., 2005).

Ces projets sont aussi utilisés pour des expérimentations en vue d'évaluer les bénéfices environnementaux en terme d'efficacité énergétique, de rétention des eaux pluviales et de résilience des plantes ainsi que les coûts d'exploitation en partenariat avec Toronto and Region Conservation Authorities (TRCA), Seneca College, l'University of Guelp and Ryerson University (Greenroofs.org, 2007) (Banting et al., 2005). Ces mesures montrent que le toit vert peut réduire le volume annuel d'eaux pluviales rejeté de 55% et le débit de pointe de 85% lors d'épisodes pluvieux intenses. En 2005, le rapport de recherche -commandé par la ville de Toronto avec le soutien de fonds de recherche provinciaux- estime que les subventions municipales aux toits verts seraient compensées par les économies dans la gestion des eaux d'assainissement.

Dans la lignée des discussions de la table-ronde environnementale (Mayor's Environmental Round Table) de 2005, la ville lance un programme pilote de subventions pour les toits verts en 2006 (City of Toronto, 2006). En mai 2007, le conseil municipal augmente le montant de la subvention et demande à l'exécutif de préparer une réglementation (bylaw) visant à imposer les toits verts sur les nouvelles constructions. Elle est adoptée en mai 2009 tandis que les subventions deviennent dédiées aux bâtiments existants (Ecoroof incentive program, City of Toronto, n.d.).

La maturation de ces décisions relatives aux toits verts s'inscrit dans deux champs d'action de la ville : la gestion des eaux pluviales et la lutte contre le changement climatique.

Afin de répondre au problème de pollution des rivières et du lac Ontario par les surverses des réseaux d'assainissement lors des épisodes pluvieux intenses, la ville a établi un plan de gestion des eaux pluviales publié en 2003 qui fixe des orientations en matière de rétention sur les parcelles urbanisées (City of Toronto, 2003). En application de ce plan, la gestion des eaux pluviales fait l'objet depuis avril 2007 de vérifications au cours de l'instruction et de la délivrance des permis de construire des nouveaux bâtiments (Wet Weather Flow Management Policy, City of Toronto, 2014).

La ville de Toronto a adopté une stratégie globale relative à l'énergie et au climat en 2009 assimilable à un Plan Climat. Elle vise une diminution de 80% des gaz à effet de serre à l'horizon 2050. La ville fixe des objectifs quantitatifs de réduction des consommations d'énergie et de
développement des énergies renouvelables selon les vecteurs thermiques et électriques aux échéances 2012, 2020 et 2050. Le 12ème des 13 programmes concerne les toits verts, plus particulièrement des subventions pour les bâtiments industriels et commerciaux (City of Toronto, 2009).

En application de ce plan et du plan municipal de gestion des eaux pluviales, la ville a renforcé les spécifications constructives et performancielles, dénommées ensemble Green Standard. Outre les objectifs énergétiques, le Green Standard vise à améliorer la qualité de l'air et de l'eau ainsi que l'environnement naturel. Un règlement technique (bylaw 583-2009) entré en vigueur en janvier 2010, impose la réalisation de toit vert pour les nouveaux bâtiments résidentiels dont la surface de plancher est supérieure à 2000 m2. L'obligation a été étendue aux bâtiments industriels tout en étant reformulée : soit respecter les spécifications constructives détaillées relatives aux toits verts soit respecter les deux conditions suivantes : réflexion minimale du rayonnement solaire (albedo) et retenir au moins 5 mm d'eau pluviale. Selon le service instructeur de la ville, le toit vert est la solution la plus économique et la plus simple à mettre en oeuvre pour respecter ces deux dernières conditions.

Ces évolutions règlementaires ont nécessité une modification du Code provincial des bâtiments (en 2009) et fait l'objet d'ajustements sur la façon de formuler les exigences pour lever les incertitudes juridiques (en 2012). Le fait que Toronto soit la plus grande ville du Canada et le poumon économique de l'Ontario a évidemment facilité la modification du code. Les services de la ville avaient pris soin d'associer les services provinciaux à l'élaboration de la règle.

## Une politique basée depuis 2010 sur l'obligation pour les bâtiments neufs

* Des subventions directes progressivement ajustées puis limitées aux bâtiments existants en 2010.

En mai 2006, la ville a adopté un programme pilote de subventions pour les toits verts (City of Toronto, 2006) d'un montant annuel de 200 000$. Sont éligibles à ce programme, tous les bâtiments existants ou neufs chauffés ou ventilés dont la végétalisation couvre au moins 50% du toit et a une épaisseur minimale de 75 mm (150 mm pour le neuf). Le montant de la subvention est fixé à 10$/m2 dans la limite de 10 000$ par projet.

Mi 2007, 16 toits verts avaient été réalisés : le montant de la subvention est augmenté à 20$/m2 pour les maisons individuelles et 50€/m2 pour les autres bâtiments.

En 2010, le programme est revu pour tenir compte de la nouvelle obligation de réaliser des toits verts sur les nouvelles constructions dans le cadre d'un programme dénommé Eco-Roof Incentive Program. Supprimée pour les bâtiments neufs, la subvention est maintenue pour les bâtiments existants (City of Toronto, 2014a)

En 2012, la subvention (pour les bâtiments existants hors maison individuelle) est étendue aux toits frais (cool roof), le montant de subvention s'élève de 2 à 5$/m2, tandis que la subvention pour les toits verts passe parallèlement de 50 à 75$/m2. La proportion minimale de toiture à végétaliser est la même que celle définie pour les nouvelles constructions (cf. section suivante)

La carte ci-dessous localise les projets ayant bénéficié de ce programme.
Map One: Projects Supported by Toronto's
Eco-Roof Incentive Program
(March 2009 - May 2013)

<figure><img src="image_40.png" /><figcaption>Figure 35 Bâtiments existants ayant bénéficié d'une subvention Ecoroof (City of Toronto 2013)</figcaption></figure>

○ L'obligation de végétaliser les nouveaux bâtiments depuis 2010

En mai 2009, le conseil municipal décide de rendre obligatoire la végétalisation des toits sur les
nouveaux bâtiments de plus de 2000 m2 de surface de plancher. La proportion minimale de toiture
à végétaliser dépend de la taille du projet (ici exprimé en surface de plancher : Gross Floor Area).
Les bâtiments de moins de 6 étages ou 20 mètres de hauteur sont exemptés de cette obligation.

<table><caption>Tableau 12 Surface minimale de toits verts sur les nouveaux bâtiments (City of Toronto 2009)</caption>
   <thead>
    <tr>
     <td>
      Gross Floor Area (Size of Building)
     </td>
     <td>
      Coverage of Available Roof Space (Size of Green Roof)
     </td>
    </tr>
   </thead>
   <tbody>
    <tr>
     <td>
      2,000- 4,999 m2
     </td>
     <td>
      20%
     </td>
    </tr>
    <tr>
     <td>
      5,000- 9,999 m2
     </td>
     <td>
      30%
     </td>
    </tr>
    <tr>
     <td>
      10,000- 14,999m2
     </td>
     <td>
      40%
     </td>
    </tr>
    <tr>
     <td>
      15,000- 19,999 m2
     </td>
     <td>
      50%
     </td>
    </tr>
    <tr>
     <td>
      20,000m2 or greater
     </td>
     <td>
      60%
     </td>
    </tr>
   </tbody>
  </table>

Depuis mai 2012, les bâtiments industriels sont aussi astreints à l'obligation (City of Toronto, 2014c). Le toit doit être végétalisé sur au moins 2000m2 ou 10% de la surface disponible ou respecter les trois conditions suivantes :

- un revêtement réfléchissant (cool roof) sur la totalité de la toiture

- rétention de 5 mm au moins de chaque pluie ou plus de 50% du volume annuel d'eau pluviale

- paiement d'une taxe de 200$/m2 de toiture.

Les Toronto Green Standards récapitulent toutes les dispositions réglementaires s'appliquant aux bâtiments et relatives à l'énergie et aux impacts environnementaux. Il reprend les obligations ci-dessus à ceci près qu'il autorise depuis 2012 des toits non végétalisés sous réserve de respecter
des performances minimales en terme de réflexion du rayonnement solaire et de rétention des eaux pluviales (5 mm minimum). Selon les services de la ville, le toit vert est généralement le moyen le plus économique de respecter ces deux conditions.

Le Green Standard explicite aussi des performances d'un niveau supérieur (Tier 2 vs Tier 1), leur respect permet de bénéficier de réductions non négligeables sur les droits d'instruction du permis de construire. Par exemple pour les eaux pluviales, le niveau supérieur exige 25 mm de hauteur d'eau à retenir.

### ○ Accompagnement

La ville de Toronto met à disposition de nombreux documents et guides sur un site dédié. Proposés sur les pages dédiées aux règles de construction pour les principaux types de bâtiments (mais pas pour les masions individuelles), les Green Standards sont structurés par fonction : Qualité de l'air, Efficacité énergétique et GEG, Qualité de l'eau, Ecologie, Déchets solides, Ilot de chaleur (Toronto Green Standard, City of Toronto, 2010). Pour chacune, le document expose les objectifs, les prescriptions à respecter et apporte des connaissances supplémentaires (au-delà de la règlementation) utiles.

A ces efforts de la ville, il faut ajouter celui de l'association GRHC dont le siège est à Toronto et qui a organisé de nombreuses conférences et sessions de formation pour les promoteurs et professionnels de la construction.

Le site de la ville met aussi à disposition des guides sur la biodiversité qui présentent les meilleures pratiques notamment en matière de toits verts : normes facultatives de l'ASTM, hauteur de substrat, plantation, maintenance... (Guidelines for Biodiverse Green Roofs, City of Toronto 2013).

Préalablement à l'instauration de l'obligation, la ville a mis en place de nombreux groupes de travail et groupes cibles avec les représentants des professionnels.

### □ Evaluation des effets de la politique de déploiement des toits verts

Comme le montre le graphique ci-dessous, la végétalisation des toits a commencé modestement à Toronto avant de décoller soudainement en 2010 après l'instauration de l'obligation. Contrairement à Washington le programme pilote de subvention lancé en 2006 ne s'est pas traduit par une croissance des surfaces annuelles, cela s'explique peut-être par l'enveloppe limitée qui lui était consacrée.

Sur ce graphique, la surface 2013 est à considérer avec prudence car elle est provisoire, en attente des résultats des relances faites par GRHC en juin et juillet 2014.

<figure><img src="image_41.png" /><figcaption>Tableau 13 Green roof area 2000-2013 (GRHC)</figcaption></figure>
<table><caption>Tableau 14 Chronology of Toronto measures</caption><thead><tr><th></th><th>10$/m2 all</th><th>20$/m2 home<br>50$/m2 multiR,<br>commercial and<br>office</th><th>20$/m2 home<br>50$/m2 multi-R,<br>office<br>RETROFIT ONLY</th><th>20$/m2 home<br>75$/m2 multi-R, and<br>office<br>or 2-5€/m2 for cool roof<br>RETROFIT ONLY</th><th></th><th></th><th></th></tr></thead><tbody><tr><td>Green roof grant<br>(Pilot program 2007-09)<br>(Eco-Roof Incentive<br>Program 2010-)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Green Roof Mandatory<br>(Green roof bylaw Bylaw<br>and Toronto Green<br>Standard)</td><td></td><td></td><td>For new residential,<br>commercial, and<br>institutional<br>Floor Area ><br>2,000m2</td><td>Same + Industrial<br>building</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stormwater retention<br>requirements<br>(Toronto Green<br>Standard)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>5 mm</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Albedo requirement<br>(Toronto Green<br>Standard)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>indice ISR > 75</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>2000-2006</td><td>2007</td><td>2008</td><td>2009</td><td>2010</td><td>2011</td><td>2012</td><td>2013</td></tr></tbody></table>

La chute de l'année 2011 est surprenante par comparaison avec Chicago où l'obligation de réaliser des toits verts est aussi en vigueur. Elle s'explique par la présence de 8 bâtiments (dont au moins 5 publics) de plus de 15 000 pieds carrés en 2010 totalisant 214 000 pieds carrés contre zéro en 2011. La végétalisation des bâtiments publics avait vocation à montrer l'exemple au moment où la municipalité rendait obligatoire les toits verts (entretien avec Jane Welsh, City of Toronto). Si l'on retire ces 8 bâtiments du total annuel de 2010 et 4 bâtiments de 2012 répondant au même critère, la surface annuelle de toit vert oscille de 10% autour de 200 mille pieds carrés. Il n'est pas impossible que la surface de toit vert baisse en 2013 du fait du remplacement de l'obligation de végétaliser les toits par des exigences en matière d'albedo et de rétention d'eau.

## Conclusion sur Toronto

Contrairement à Portland et à Washington, il n'a pas été contraint par une autorité supra-locale mais poussé par le tenace président et fondateur de l'association GRHC. Le processus ayant abouti à l'obligation de végétaliser les toits a duré une dizaine d'années et se décompose en quatre phases :

* Initiation : création d'un groupe d'intérêt et de l'association GRHC, récolte et diffusion de la connaissance sur les bénéfices des toits verts, enroblement de personnes au sein de la ville

* Projets démontrateurs municipaux : mise en oeuvre, observation et évaluation des bénéfices économiques par un tiers légitime

* Programme pilote : mise en oeuvre d'un programme pilote de subventions (enveloppe limitée, latitude...) ciblé sur les acteurs privés

* Délimitation de l'obligation : prise en compte des bénéfices environnementaux observés, estimation économie des la faisabilité politique et juridique, mise en oeuvre, ajustements et extension aux bâtiments industriels, en complément mise en oeuvre de la subvention pour l'existant

A Toronto, comme ailleurs, les actions toits verts ont d'abord épousé le moule de l'efficacité énergétique des bâtiments et le mouvement plan climat. La polyvalence du toit vert l'a permis. Cependant, cette polyvalence ne peut tenir lieu d'argument face aux oppositions que l'obligation a engendré. Sous la pression des promoteurs immobiliers et des responsables d'écoles privées, la ville a dû amender l'obligation (Del Percio, 2012)(City of Toronto, 2012). Puisque la rétention des eaux pluviales et la lutte contre les îlots de chaleur urbains étaient utilisés comme arguments promoteurs pour justifier les toits verts, la ville a autorisé d'autres solutions que la végétalisation des toits en définissant explicites les performances dans la règlementation.

Même si cette modification règlementaire n'interrompt pas, pour le moment, la végétalisation des toits, elle signifie sur le plan sémantique la fin d'une politique de déploiement des toits verts et son remplacement, de fait, par des dispositions éminemment techniques. La généralisation d'une innovation conduit à sa banalisation !
## 2.3 Conception et diffusion des mesures de déploiement des toits verts

En introduction, nous nous demandions s'il existait une politique générique des toits verts qui se diffuse d'une ville à d'autres. Au vu des monographies, il y a lieu de discuter l'existence même d'une politique générique de déploiement des toits verts. Le seul fait d'annoncer cette discussion constitue une réponse à la question sur ce qui se diffuse d'une ville à d'autres : ce n'est pas une politique mais des éléments d'une politique. Même si les politiques diffèrent entre les villes, les monographies révèlent des mesures types, réglementaires, incitatives ou d'accompagnement, que nous observons être menées dans plusieurs villes.

Le choix d'enquêter dans les villes les plus en pointe aux Etats-Unis et au Canada a permis de disposer d'un panorama probablement complet des mesures municipales les plus efficaces pour végétaliser massivement les toits verts sur un territoire. Leur description fait l'objet de la première section. Ces villes étudiées ont élaboré progressivement une politique en empruntant et en inventant conjointement et alternativement, c'est pourquoi la deuxième section sera consacrée au processus d'élaboration de la politique combinant adoption et invention. Une fois ceci posé, nous pisterons les mesures empruntées en utilisant leur chronologie révélée par les monographies et mobilisant les propos des acteurs des toits verts que nous avons interrogés. Enfin, la quatrième section brosse brièvement le cadre de référence supra-local des politiques municipales.

### 2.3.1 Les mesures des politiques locales favorisant les toits verts

Nous avons identifié les mesures mise en place par les municipalités et qui ont pour effet de favoriser les toits verts selon les dires des acteurs. Certaines sont spécifiques aux toits verts et assurément intentionnelles, d'autres les favorisent indirectement. Une autre qualification d'une mesure tient à son caractère obligatoire ou incitatif. Par définition puisque nous les avons sélectionnées ainsi une mesure indirecte obligatoire est aussi une incitation à choisir un toit vert. Pour éviter cette confusion, c'est en fonction de la nature (et non de ses effets) que nous classons une mesure obligatoire ou incitative.

<table><caption>Tableau 15 Récapitulatif des mesures favorisant ou imposant les toits verts</caption><thead><tr><th>Measures</th><th>Facultatif</th><th>Obligatoire</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Indirectes</td><td>Green Building grant P<br>Subvention à des projets de type HQE</td><td>Green Building standard CW<br>Score minimal sur un ensemble de critères HQE</td></tr><tr><td>Stormwater fee W<br>Taxe Eaux pluviales (si basée sur la surface imperméabilisée)</td><td>Stormwater requirement PCWT<br>Règle de rétention d'eau</td></tr><tr><td>Stormwater fee discount PW<br>Réduction de le taxe eaux pluviales</td><td></td></tr><tr><td rowspan="3">Directes</td><td>Green roof grant PCWT<br>Subvention spécifique aux toits verts</td><td></td></tr><tr><td>Density bonus P<br>Bonification de surface constructible</td><td>Green roof requirement CT<br>Obligation de végétaliser le toit</td></tr><tr><td>Expedited permit C<br>Délivrance accélérée du permis de construire</td><td></td></tr><tr><td colspan="3">P = Portland C = Chicago W= Washington T= Toronto</td></tr></tbody></table>

Nous avons distingué la taxe Eaux pluviales (Stormwater fee) de la réduction de la taxe Eaux pluviale (discount). Nous reconnaissions ainsi à la seule taxe Eaux pluviales des vertus incitatives si son assiette est basée sur la surface imperméabilisée comme c'est devenu le cas à Washington en 2010. Pour les définitions des mesures sont précisées dans les monographies.
### 2.3.2 Processus d'élaboration des mesures

Un processus assez similaire s'est déroulé dans chaque ville pour aboutir à un ensemble de mesures stabilisées. Le tableau récapitule la chronologie pour les quatre villes étudiées.

La phase "Initiation" commence avec l'engagement d'une personne et s'achève avec la réalisation d'un projet démonstrateur. L'initiateur s'engage dans le sens où il met des moyens importants dans l'idée et prend des risques pour faire émerger une nouvelle politique municipale de façon plus ou moins consciente, il peut être un employé de la ville (Portland), un élu (Chicago) ou une personne qui va agir de l'extérieur (Toronto). Au cours de cette phase, l'initiateur va chercher de la connaissance en dehors du territoire, en Europe en l'occurrence. Il doit convaincre et enrôler suffisamment de personnes clef dans la municipalité pour vaincre les réticences et les réticents ; à Chicago le maire n'a pas eu beaucoup d'efforts à faire pour convaincre compte tenu de son leadership. Cette phase n'a pas eu lieu à Washington dans le sens où la ville a financé, contre son gré, le programme pilote d'une association environnementale après une décision de justice.

La phase "Projets démonstrateurs" commence avec la réalisation du premier toit vert par la municipalité et s'achève avec l'évaluation. Elle vise à prouver les avantages aux potentielles parties prenantes en termes sensibles (paysage, odeur...), technico-économiques (bénéfices, coûts...) et politique (image, valeur...). Elle permet d'élargir le réseau enrôlé. Au moins deux projets démonstrateurs sont réalisés, monitorés et évalués : l'un est situé dans un lieu emblématique et fréquenté avec un budget élevé afin de maximiser la perception sensible et symbolique des bénéfices, l'autre est localisé dans un lieu discret et conçu pour être reproductible (budget limité) afin d'évaluer ses bénéfices et ses coûts et de déterminer ceux d'une généralisation à l'échelle de la ville. A Washington, cette phase a été confondue avec la phase suivante et menée par une association environnementale et non la municipalité.

La phase suivante "Programme pilote" commence avec le lancement d'un appel à projet avec des incitations à la clé, elle s'achève avec son évaluation. Elle remplit trois fonctions : primo, découvrir et affiner des solutions, notamment les plus compétitives ; secundo tester sur les plans économique, politique, social et urbain les modèles de la phase suivante (programme incitatif et guichet) ; tertio, élargir la sensibilisation en direction des différentes communautés. A Washington, l'association s'est surtout préoccupée de la première et de la troisième fonction, la plupart des 6 projets étaient situés sur des bâtiments appartenant à des organisations environnementalistes.

La dernière phase "Mesures générales" constitue la mise en oeuvre de la politique à grande échelle, plus exactement de quelques mesures éligibles à tous les acteurs ou applicables à tous les projets de mêmes catégories. Précédée d'une communication en direction des acteurs ciblés, cette phase commence par l'ouverture du ou des guichets délivrant les incitations ou par l'entrée en vigueur de nouvelles règles associées aux procédures administratives habituelles (permis de construire notamment). Cette phase est précédée par une évaluation juridique et économique détaillée et la traduction de la mesure générale en termes technico-juridiques. La modification de la règle doit respecter des procédures internes à la municipalité (qui sont souvent longues dans le cas de règlementation et, parfois, l'accord d'une institution tierce (en l'occurrence l'Etat ou la Province pour le Building Code). Des ajustements ont lieu au cours des deux premières années en fonction de la réception des nouvelles mesures par les acteurs ciblés.
<figure><img src="image_42.png" /><figcaption>Figure 36 Phases of green policy process</figcaption></figure>

### 2.3.3 L'instauration accélérée de mesures générales

Les phases *Projets démonstrateurs* et *Programme pilote* durent environ 3 années ; les premiers afin d'évaluer les bénéfices pendant au moins une année après la stabilisation du couvert végétal, les deuxièmes afin de bénéficier de plusieurs retours d'expérience y compris après ajustement de l'incitation ou des conditions prescriptives.

La phase "Initiation" dure au minimum 2 ans le temps nécessaire à la définition et à la réalisation du projet démonstrateur. Elle est plus longue si l'initiateur doit auparavant convaincre des intermédiaires avant le décideur (maire ou conseil municipal).

Ces phases ne sont pas forcément jointives, elles sont séparées par des périodes d'instruction par les services concernées, les instances politiques et les parties impliquées au cours desquelles les navettes sont plus ou moins nombreuses et les délais allongés en conséquence. Un façon de réduire la durée des interphases est de mener en même temps que l'instruction et l'évaluation des projets démonstrateurs ou pilotes. Cela requiert une impulsion de la hiérarchie et une anticipation des résultats de l'évaluation sur place en mobilisant des connaissances extérieures.

La subvention unitaire à la végétalisation en est l'illustration.

A partir de 2005, les programmes pilotes se multiplient dans les villes américaines. Après avoir partagé leurs connaissances techniques, les associations environnementalistes échangent leurs informations sur les barrières des toits verts et notamment sur le coût : il est chiffré entre 5 à 24$ le m2 selon les retours d'expériences (Bradford R. Spangler, 2007). On s'enquiert même de coût des toits verts en Allemagne lors de la conférence annuelle de l'association GRHC. Entre les communes, les promoteurs des toits verts s'entraident pour conforter mutuellement leur expertise et leur légitimité. Les rares études menées se trouvent sur internet, et notamment sur le site de GRHC (Taylor, 2007).

Ainsi, quelques mois avant Portland, Washington a pu instauré en novembre 2007 une subvention unitaire spécifique qu'elle fixe prudemment à 3$ par pied carré sans passer par l'étape du programme pilote de subvention à des projets innovants. Instruisant parallèlement une subvention
similaire, Portland la fixe à 5$. En 2008, après quelques mois d'observation locale et extra-locale, Washington relève la sienne de 3 à 5$.

### 2.3.4 Des connaissances qui se diffusent d'une ville à d'autres

L'expression *green roof policy* - que nous traduisons par *politique de déploiement des toits verts* - prend un sens générique pour désigner l'ensemble des mesures prises par des autorités locales afin de déployer les toits verts au milieu des années 2000. GRHC lui consacre un atelier et un rapport en 2006 (GRHC, 2006b) et les premiers articles dans des revues scientifiques apparaissent (Carter and Fowler, 2008). Ces documents listent des mesures incitatives prises par plusieurs villes européennes ou américaines sans cerner globalement les politiques menées ici où là. Cette façon de présenter les politiques n'a pas vraiment évolué depuis lors : les sites internet des organisations continentales ou internationales de promotion des toits verts<fnref n="20" /> décrivent encore les politiques sous la forme de liste de mesures ou d'étude de cas sommaire. Nous-même avons constaté des divergences importantes entre les villes : réglementation vs incitations, toit vert vs eaux pluviales et des articulations complexes entre règles et mécanisme financier (cf. Washington). Ce ne sont assurément pas des politiques qui se diffusent d'une ville à une autre.

Les monographies détaillant la conception des mesures, nous pouvons analyser les connaissances mobilisées pour décrire ensuite les modes de diffusion de ces connaissances. La figure suivante présente la chronologie des mesures et les trois thématiques successives des politiques de toit vert.

<figure><img src="image_43.png" /></figure>

<footnote n="20">²⁰ C'est le cas du site International Green Roof Association basé en Allemagne http://www.igra-world.com/green_roof_policies/index.php. La rubrique de GRHC consacrées à ce sujet s'appelle Policy Initiatives.</footnote>
# Tableau 16 Chronology of municipality green roof measures 2000-2013

## □ Connaissances mobilisées pour concevoir les mesures générales

### ○ Des prescriptions green roof assises sur la démarche GREEN BUILDING

Des quatre villes, c'est Portland la première qui a associé des prescriptions de végétalisation au standard Green Building. Cela concernait les projets municipaux. Chicago fait de même en 2004, non seulement pour ses bâtiments (Self standard) mais aussi pour une partie des projets que la ville aide financièrement. Puis c'est au tour de Washington. Situé en dehors des Etats-unis, Toronto n'a pas adopté le standard Green Building.

Les toits verts ont surfé sur la vague Green Building qui émerge au début des années 2000. D'abord et très concrètement, la certification LEED révèle aux constructeurs la possibilité de végétaliser la toiture. Non seulement la notation LEED attribue des points au toit vert (de l'ordre de un dixième du total) mais elle le légitime et le fait connaître auprès des architectes et surtout des énergéticiens peu habitués à composer avec la végétation. Ensuite, les villes utilisent les dispositifs mis en place pour LEED en ajouter, tout simplement, la prescription toit vert.

Ce mouvement s'inscrit évidemment dans les valeurs véhiculées par le développement durable qui assemble en général l'objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre avec celui de livable community, intraduisible en français mais correspondant globalement aux notions de cadre de vie et de convivialité. Green Building a précédé les plans climat (climate action plan étant le nom commun mais les termes et les contours diffèrent selon les villes) qui se sont généralisés aux Etats-Unis grâce à l'action des l'association US Mayors qui rassemblent les villes américaines et é exercé au milieu des années 2000 un lobbying auprès des pouvoirs fédéraux afin d'engager les Etats-unis dans la lutte contre le changement climatique.

La certification Green Building s'est diffusée de ville à ville par l'intermédiaire de US Mayors et des milieux professionnels. Les villes ont mis en place dans leurs services des procédures pour piloter la certification. Pour prescrire les toits verts, il suffisait de pointer les rubriques éponymes dans le référentiel technique de la certification LEED.

Lorsque Chicago a imposé la réalisation de toit vert dans les règlements de zone et les contrats d'assistance financière (cf. TIF dans la monographie), les prescriptions devaient être suffisamment précises pour que le toit vert remplisse les fonctions attendues, mais pas trop pour ne pas assumer, de fait, des responsabilités de designer. Elle a probablement eu besoin d'adapter à la marge les prescriptions LEED à moins qu'elle les ait empruntées à une autre ville ne serait-ce qu'en consultant son cahier des charges à destination des promoteurs.

### ○ Les subventions (Grant) ou règles (Requirement) GREEN ROOF

Par rapport à la précédente, les mesures traitées dans cette section se distinguent par le fait qu'elles ne sont pas assises sur Green Building.

Les subventions mises en place à partir de 2004 par Chicago, de 2005 par Washington et de 2006 par Toronto étaient attribuées sur appel à projet après sélection selon des critères de performance énergétique et environnementale et d'innovation sociotechnique. A ce stade, il n'était pas nécessaire de fixer des prescriptions, au contraire, l'objectif était de disposer d'une diversité de propositions.

En revanche, dans la phase suivante -dénommée "mesures générales", des subventions sont octroyées proportionnellement à la surface végétalisée. Cela nécessite non seulement de définir des prescriptions techniques mais aussi un montant de subvention par unité de surface. Portland et Washington (2008) ont pu, s'inspirer des prescriptions contractuelles de Chicago ou d'autres villes. Quant au montant unitaire de la subvention, une fois une valeur de départ fixée (cf. supra), il peut être mis à jour en fonction des demandes de subvention et des réactions des promoteurs ou propriétaires comme l'ont fait Washington et Toronto.

La traduction de recommandations techniques dans un code de bâtiment requiert une rédaction beaucoup plus précise et fortement contextualisée puisque liée au code du bâtiment spécifique à la ville. A Toronto (2010), il a fallu plusieurs mois, voire années, pour modifier le code du bâtiment
(cf. monographie et la section "cadre d'action plus ou moins agissant"). Toronto n'a pas adapté des prescriptions venues d'ailleurs, elle les a réinventées. Les villes voisines pourront facilement adopter cette innovation parce que leur code du bâtiment est structuré de la même façon et s'appuie sur les normes en vigueur dans l'Ontario. Par contre, il est vraisemblable que les villes états-uniennes devront adapter voire réinventer les règles si d'aventure elles introduisent les toits verts dans le code municipal du bâtiment.

## Les règles (Requirement) et les déductions de taxes (Fee discount) de type STORMWATER

Dernières en date à être instaurées avec l'intention de développer les toits verts, les déductions fiscales et les règles relatives aux eaux pluviales sont élaborées dans des cadres existants établis de longue date : celui de la fiscalité et celui du règlement de l'assainissement

Portland a introduit de nouvelles règles en 2005 basées sur une approche intégrée de la gestion des eaux pluviales. Pour les bâtiments de moins de 10 000 pieds carrés, le maitre d'ouvrage choisit une solution technique dans un catalogue et suit les prescriptions associées. Pour élaborer le catalogue, il a sans doute été nécessaire de consulter des manuels techniques et peut-être les publications scientifiques pour les technologies les plus innovantes et notamment les toits verts. Ces prescriptions sont facilement copiables d'une ville à d'autres, elles nécessitent cependant d'être adaptées aux formes urbaines et à la pluviométrie locale. Pour les bâtiments de plus de 10 000 pieds carrés, un calcul est demandé, ce qui suppose une méthode et une typologie de végétations et substrats avec les caractéristiques de rétention d'eau.

Ces mêmes règles peuvent être utilisées, éventuellement après ajustement, pour définir les modalités d'octroi de la déduction fiscale.

## Divers : bonification de surface constructible (density bonus) et permis express

Il convient de préciser les modalités pour en bénéficier : les prescriptions techniques à respecter et l'ampleur du bonus. Les premières sont adaptées de celles déjà définies plus haut. La seconde est optimisée pour être attractive et suppose donc une évaluation économique des surcoûts de la végétalisation et des gains apportés par le bonus ainsi qu'une estimation des impacts pour le voisinage ou pour la collectivité du volume supplémentaire construit. L'on peut s'inspirer de la méthode utilisée dans d'autres collectivités mais les prix et les impacts sont à déterminer en fonction du contexte d'application. C'est peut-être cette complexité qui explique que la bonification soit peu utilisée.

## □ Origine des connaissances selon le composant de la mesure

Le tableau ci-dessus récapitule et classe les connaissances selon qu'elles peuvent provenir ou pas d'un autre territoire.

<table><thead><tr><th>connaissances<br>composant<br>de la mesure</th><th>Local</th><th>Extra-locale ou locale</th><th>Extra-locale</th></tr></thead><tbody><tr><th scope="row">Prescriptions<br>techniques<br>(pour l'incitation ou le<br>règlement de zone)</th><td>Pluviométrie, réseau<br>d'assainissement,<br>climat</td><td>Prescriptions techniques<br>ou<br>Liens entre solution<br>technique et performances<br>+</td><td></td></tr><tr><th scope="row">Montant de<br>l'incitation</th><td>Prix du marché de<br>l'immobilier<br>+</td><td>Mise en oeuvre et<br>exploitation</td><td></td></tr><tr><th scope="row"></th><td>Morphologie du tissu<br>urbain visé</td><td>Montant de l'incitation<br>ou<br>Méthode d'optimisation<br>+</td><td></td></tr></tbody></table>
<table><tr><td>Traduction dans le code local du bâtiment</td><td>Les autres + code du bâtiment municipal</td><td>Code du bâtiment provincial + normes techniques nationales</td></tr></table>

## Tableau 17 connaissances locales et extra-locales pour la conception des mesures

Toute mesure et tout composant de la mesure éprouvés ailleurs nécessite au moins une adaptation. Cette activité est assurée ou pilotée par le chargé de mission toit vert de la municipalité. Une modification du code du bâtiment requiert des expertises pointues extra-locales.

### □ Modalités de diffusion des connaissances et rôle de l'association GRHC

Nous distinguons trois modalités/phases différentes en observant les interactions des pionniers municipaux, c'est à dire les personnes des services municipaux en charge de l'élaboration et du pilotage des mesures de déploiement des toits verts des villes que nous avons étudiées.

- Le transfert de connaissances via Green Building : La certification Green Building LEED apporte la procédure générale (score, modalités ...) et les prescriptions techniques spécifiques au toit vert ainsi que les valeurs sociales afférentes. Ces connaissances "clé en main", cohérente entre elles, ont été utilisées pendant la période 2000-2005 par des pionniers municipaux (au sens de Rogers) que nous avons interviewés à Chicago, Portland et Washington. Au cours de cette période, les pionniers municipaux se consacrent essentiellement à convaincre et enrôler.

- Les échanges de connaissances entre pionniers : Les pionniers municipaux ont utilisé les réseaux interprofessionnels nationaux (et notamment GRHC) pour renforcer leur crédibilité locale et étoffer leur réseau d'informateurs<fnref n="21" />. Ils naviguent entre les sphères locales et nationales pour recueillir des connaissances et concevoir des mesures générales susceptibles d'entrainer une végétalisation massive des toits verts. Cela correspond à la période 2004-2010 (voire 2012 pour Toronto).

- Consolidation et diffusion des connaissances : les pionniers municipaux participent aux évaluations et aux ajustements locaux des mesures générales et transfèrent des connaissances de façon interpersonnelle dans leur métropole. Selon le temps qu'il leur reste et les consignes de leur hiérarchie, ils participent à la consolidation de connaissances aux niveaux régional et national.

Cette dernière phase est en cours.

Les pionniers municipaux y jouent maintenant un rôle mineur comparativement aux années 2008-2010 où l'essentiel des documents mentionnant les politiques des villes citait les trois villes états-unies. Même si les valeurs sont faibles, les graphiques suivants montrent l'essor des publications mentionnant les termes relatifs aux politiques locales : incentives puis taxes sont les plus mentionnés. Près de 60 % des mentions sont associés aux villes de Portland, Washington et Chicago.

<footnote n="21">²¹ Les pionniers municipaux et les dirigeants que nous avons interviewés se connaissent mutuellement, il leur arrive encore de s'appeler pour solliciter des informations.</footnote>
<figure><img src="image_44.png" /><figcaption>Figure 37 Quotations of policy and incentive among 13 and 3 most quoted cities (EAP Database)</figcaption></figure>

Deux organisations consolident les connaissances pour mieux les diffuser aux niveaux national et continental.

Equivalent de l'AFNOR pour l'Amérique du nord, l'ASTM (*American Society for Testing and Material*) a produit plusieurs normes techniques sur la végétalisation des toits dès le milieu des années 2000. Elles font peut-être référence dans le milieu de la construction mais ont été peu citées par les personnes que nous avons interrogées.

Le premier rôle en matière de diffusion des connaissances revient à l'association Green Roofs for Healthy Cities (GRHC). Elle publie des manuels à l'intention des concepteurs et des prescripteurs, elle propose des modules de formation et certifie les professionnels. Elle produit des rapports mettant en évidence les bénéfices des toits verts et publie sur son site internet des communications scientifiques.

Green Roof for Healthy Cities -une association à but non lucratif- a été créée en 1999 avec le soutien d'une firme de conseil de Toronto Cardinal Group Inc. et huit autres compagnies intéressées par le développement des toits verts. Elle a pour objectif de promouvoir la végétalisation des toits et des murs en Amérique du nord. 15 ans après sa création, elle rassemble plus de 400 entreprises ou travailleurs indépendants.

Ses actions de promotion des toits verts dépassent le seul transfert de connaissances puisqu'elle aide certaines villes à élaborer leur politique de déploiement des toits verts (cf. monographie de Toronto) et organise des rencontres régionales ou continentales visant à élargir la communauté "green roof". Elle attribue chaque année un "award of excellence" à une personne publique ayant contribué à la promotion des toits verts (cf. monographie de Chicago) et publie le classement annuel des métropoles les plus "green roof" des Etats-Unis et du Canada (cf. section 1.1).

GRHC consolide les connaissances relatives aux bénéfices des toits verts. En revanche, la consolidation est peu poussée en ce qui concerne les politiques ou simplement les mesures. Nous n'avons pas identifié de documents décrivant de façon générique les mesures et les politiques. Quelques brèves études de cas, des présentations ou vidéo de conférences données par des pionniers sont disponibles ; ces supports permettent aux villes suiveuses de prendre connaissance des mesures instaurées par les villes pionnières.

### 2.3.5 Des cadres d'actions plus ou moins agissant

L'on retrouve des caractéristiques communes dans les villes étudiées. Cela laisse supposer l'existence de cadres d'actions des politiques municipales qui sont, au moins en partie,
déterminées à des échelons institutionnels ou géographiques supérieurs. Inversement, les différences peuvent révéler des éléments du cadre d'action spécifique à un territoire.

* Des codes de bâtiment d'Etat laissant une latitude règlementaire aux municipalités et des normes de construction établies à l'échelle continentale

Les règles techniques de construction en vigueur en Amérique du nord relèvent d'une double gouvernance : assurantielle et règlementaire.

Au Canada, le gouvernement fédéral a établi un code modèle dans le domaine des bâtiments : il établit un ensemble d'exigences minimales concernant la sécurité, la santé, l'accessibilité et la protection des bâtiments. Par une loi, une Province établit son propre code du bâtiment : il comporte certains ajouts, exemptions ou modifications par rapport aux codes modèles. Les systèmes pour la réglementation du bâtiment, le domaine d'application, les pouvoirs d'exécution, les permis, la prise en compte des produits et systèmes spéciaux, les inspections, les pénalités et les procédures d'appel relèvent de la Province. Elle définit ainsi la latitude donnée aux communes sur le plan de la règlementation des bâtiments. Les grandes communes disposent en général d'un code municipal du bâtiment : il comporte des ajouts, exemptions ou modifications par rapport aux codes du bâtiments. La commune peut opérer elle-même ses modifications cependant elle peut être attaquée en justice par n'importe quel porteur d'intérêt et payer de juteux dommages et intérêts si la modification s'avère incompatible avec le code provincial. C'est le principe de la "common law" qui place les actions des autorités publiques sur la même juridiction que les entreprises privées.

Pour imposer des toits verts, la ville de Toronto devait modifier son propre code des bâtiments. Le juristes et techniciens ayant identifié des risques d'incompatibilité avec le code provincial, le code provincial devait être modifié. Il existe une procédure officielle de consultation des autorités provinciales mais dans le cas présent, la ville n'a pas eu à l'utiliser. Elle a impliqué des fonctionnaires provinciaux dans des groupes de travail ; considérant favorablement les toits verts, ces fonctionnaires ont préparé une modification du code provincial qui a été adoptée par les instances politiques provinciales. D'une façon générale, tous les promoteurs de l'Ontario surveillent avec attention les évolutions du code de la ville de Toronto car il a la réputation de préparer les modifications du code provincial.

Aux Etats-unis, comme au Canada, les communes sont des créations des Etats et non de l'autorité fédérale et la common law inspire aussi le système juridique. En conséquence, comme au Canada, les Etats légifèrent sur les responsabilités des communes et toutes les procédures qui les concernent. Les Etats établissent leur propre Building code et n'interdisent pas aux communes d'établir le leur selon le même principe que celui décrit pour le Canada.

Par crainte de lenteur dans la révision de son code et de difficultés juridiques, la ville de Chicago n'a pas fixé les prescriptions relatives aux toits verts dans son code du bâtiment. Elle les a instaurées dans les règlements de zones (urbanisme / zoning) et dans les contrats de financements qui la lient aux promoteurs (Tax Increment Fund) (Berkshire, 2012b; Negron, 2013).

Le portrait serait incomplet sans mentionner les normes techniques. Toujours selon l'esprit de la Common law, les branches professionnelles et diverses organisations (yc les institutions politiques) participent à l'établissement de normes techniques. *L'American Sociéty for Testing and Materials* l'organisme qui rédige et produit des normes techniques concernant les matériaux, les produits, les systèmes et les services. Sous la pression de leur assurance, les professionnels de la construction introduisent ces normes dans les contrats qui les lient entre eux. Par ailleurs, elles sont souvent reprises dans les marchés publics des collectivités locales et inspirent les codes du bâtiment, notamment à l'échelle des Etats et des provinces canadiennes.

La normalisation est très active sur l'objet "toit vert", elles portent sur la mise en oeuvre de la végétalisation et la mesure des performances. En 2014, sept normes relatives aux toits verts sont en vigueur, quatre d'entre elles sont des mises à jour de normes établies en 2005.

En résumé, les communes ont un pouvoir réglementaire en matière de bâtiment. Il est limité par le risque de contentieux dans le cas d'incompatibilité avec le code de l'Etat (ou de la Province) et par le risque de refus des professionnels au cas où les prescriptions règlementaires entrent en
contradiction avec les normes techniques. Elles prennent des risques juridiques, avec des conséquences financières qui peuvent être très importantes, lorsqu'elles modifient le code des bâtiments. De fait, la modification du code communal du bâtiment requiert une instruction très rigoureuse et la bienveillance des personnes en charge du code de l'Etat (ou de la Province). Chicago a contourné la modification du code en utilisant les puissants outils urbanistiques et financiers qu'elle utilise de longue date.

## ○ Plan climat et green building : de nouveaux imaginaires sociaux et techniques favorables

Le mouvement Green Building est en plein essor au début des années 2000. Au cours des années 90, United State for Green Building Challenge (USGBC), l'association qui rassemble des figures du bâtiment durable et un nombre croissant d'associations professionnelles s'est inspirée de la certification BREEAM (Henry and Paris, 2009) pour développer la certification LEED. Elle propose au début des années 2000 des certifications adaptées aux grandes catégories de bâtiments. Les villes et les sociétés qui ont pignon sur rue rivalisent pour construire le premier bâtiment LEED, un astucieux système de niveaux et de points attribués en fonction des techniques ou des performances atteintes stimulent les maitres d'ouvrages, c'est à celui qui réalisera le premier bâtiment de tel type et de telle surface à atteindre le niveau le plus haut jamais attribué.

Ce mouvement s'inscrit évidemment dans le paradigme du développement durable qui assemble en général l'objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre avec celui de livable community, intraduisible en français mais correspondant globalement aux notions de cadre de vie et de convivialité. Green Building a précédé les plans climat (climate action plan étant le nom commun mais les termes et les contours diffèrent selon les villes). Dans les villes étudiées les mesures relatives au toit vert et, ce qui fait office de Plan Climat sont souvent élaborées en parallèle et partiellement conjointement.

Les imaginaires sociaux mobilisés par le plan climat et les imaginaires techniques du toit vert et du green building s'épaulent mutuellement pour faire évoluer le cadre de référence socio-technique (au sens de Flichy, 1995),

## ○ La pression du Clean Water Act aux Etats-Unis (forte contrainte pour Washington)

Le Clean Water Act de 1972 interdit la décharge d'eaux polluées dans le milieu naturel. Il instaure cependant un permis de polluer sous réserve d'un engagement à mener des actions visant à réduire les émissions de polluants : National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) Permit. L'agence fédérale de protection de l'environnement (US EPA) est chargée de dresser l'inventaire national des rejets de polluants. Par un amendement de 1987, le congrès vote la fin de l'exemption pour les municipalités. Les municipalités dont les effluents ne respectent pas les exigences fédérales doivent négocier un permis avec leur Etat (maître des procédures de délivrance du permis) et l'EPA (contrôleur et expert) et, pour finir, souvent avec les tribunaux avec qui les sanctions peuvent être négociées.

Les villes au centre des métropoles ont en général des surfaces très largement imperméabilisées et un réseau d'assainissement unitaire c'est à dire commun aux eaux usées et aux eaux pluviales. Lors des épisodes pluvieux, les eaux pluviales ruissellent jusqu'aux égouts et se mélangent aux eaux usées dans le réseau d'assainissement. Si la pluie est intense, le réseau déborde et les eaux mélangées ruissellent jusque dans la rivière, le lac ou l'estuaire. La gestion des eaux pluviales est une préoccupation majeure des villes centres. Retenir les eaux pluviales sur les parcelles éviterait de couteux travaux d'élargissement du réseau d'assainissement. Ces villes s'efforcent de convaincre l'Etat et l'EPA qu'elles sont en mesure de développer la rétention des eaux pluviales sur les toits et les parcelles. C'est dans ce contexte que la végétalisation des toits est envisagée comme l'illustre le cas de Portland.

La ville de Portland a obtenu son premier NPDES permis en 1995 de la part du Department of Environmental Quality (DEQ) de l'Etat d'Oregon : elle s'engageait à mener d'importants travaux sur le réseau d'assainissement municipal. Renouvelé en 2004, le second permis a été profondément amendé l'année suivante. Approuvé en 2005, le Portland Watershed Management Plan a toujours pour but de protéger et restaurer les écosystèmes naturels, il se base sur une gestion intégrée du bassin. Novateur pour l'époque, il définit 20 actions réparties dans 6 catégories. Au sein de la
catégorie *Stormwater management*, la végétalisation des toits est reconnue pour satisfaire plusieurs fonctions : la réduction du ruissellement des eaux pluviales bien sûr, mais aussi le filtrage des polluants contenus dans ces eaux, la protection de la qualité des eaux ainsi qu'un habitat pour la faune sauvage (City of Portland, Environmental Services, 2005).

Chicago est soumis aux mêmes contraintes. Afin de satisfaire le loi fédérale Clean Water Act, la ville a construit un grand tunnel (*Deep Tunnel*) et dépense 50 millions $ par an pour améliorer le réseau. Malgré ses efforts, le réseau d'assainissement se déverse fréquemment dans la rivière et dans le lac Michigan (Levenfeld Pearlstein, LLC, 2008). Quant à Washington, c'est directement avec US EPA que le permis est discuté puisque le District of Columbia n'est pas rattaché à un Etat. Il s'est engagé à réaliser des travaux gigantesques si les green infrastructures (dont les toits verts) ne sont pas déployées rapidement. La gestion des eaux pluviales est tellement cruciale dans les négociations avec US EPA que l'expression d'un doute sur la capacité de la ville à les mettre en oeuvre rapidement par le plus haut fonctionnaire du District Department of Environment a conduit à son limogeage par le maire.

La gestion des eaux pluviales est le principal moteur des mesures relatives aux toits verts.

## ○ Le leadership du gouvernement municipal et le poids de la ville dans la métropole

Pourquoi Chicago et Toronto imposent le toit vert alors que Portland et Washington misent sur les incitations ?

La différence ne s'explique pas par une différence de maturité puisque les mesures générales en faveur des toits verts ont été prises dans la même période à la fin du processus d'élaboration de durées proches. Aux Etats-Unis, nous identifions deux facteurs déterminant le poids de la ville centre dans la métropole et le leadership gouvernemental.

<table><caption>Tableau 18 Facteurs locaux du choix entre incitation et obligation</caption><thead><tr><th>leadership politique</th><th>conseil</th><th>maire</th></tr></thead><tbody><tr><th>poids_ville<br>dans la métropole</th><td></td><td></td></tr><tr><th>faible</th><td></td><td>Washington</td></tr><tr><th>fort</th><td>Portland</td><td>Chicago</td></tr></tbody></table>

Washington et Chicago sont deux bastions démocrates où les conseillers municipaux sont relativement nombreux et les maires restent longtemps en place. A contrario, Portland est dirigé de façon collégiale par cinq élus (commissionners) avec un turn-over fréquent du maire. Les différences de leadership sont perceptibles dans la communication et l'organisation municipale (cf. plan climat dans les monographies, section "clean water Act" ci-dessus).

Washington ne pèse qu'un dixième de la population de l'aire métropolitaine contrairement à Portland et Chicago où vive le tiers de la population. Cela n'est pas sans conséquence sur sa marge de manoeuvre vis-à-vis des promoteurs. Washington est concurrencée par des communes de banlieue en matière d'immobilier privé alors qu'elle mène depuis une quinzaine d'années d'importants efforts pour enrayer le déclin démographique et des emplois privés. Dans cette situation, elle doit être attentive à ne pas augmenter les coûts de construction.

Après fusion avec quatre communes de banlieue en 1998, Toronto pèse fortement dans la démographie et l'activité économique de l'aire métropolitaine. Le maire est élu directement au suffrage universel ce qui lui confère une autorité relativement forte.
## Tables des figures et tableaux Green roof

<table><tr><td>FIGURE 7 ANNUAL AREA OF GREEN ROOFS INSTALLED IN THE USA AND CANADA (GRHC 2014)</td><td>40</td></tr><tr><td>FIGURE 10 MAP: AREA PER CAPITA OF 2000-2013 INSTALLED GREEN ROOFS FOR THE 30 MOST POPULOUS US CITIES (MORANDY-DEBIZET / GRHC & US CENSUS)</td><td>42</td></tr><tr><td>FIGURE 11 MAP: AREA PER NEW HOUSING UNIT OF 2000-2013 INSTALLED GREEN ROOFS FOR THE 30 MOST POPULOUS US CITIES (MORANDY-DEBIZET GRHC & US CENSUS)</td><td>43</td></tr><tr><td>FIGURE 12 MAP OF THE REGION OF CHICAGO (GOOGLE MAPS)</td><td>43</td></tr><tr><td>FIGURE 13 MAP OF THE REGION OF WASHINGTON DC (GOOGLE MAPS)</td><td>44</td></tr><tr><td>FIGURE 14 RANKING OF ITEMS AMONG EPA DOCUMENTS</td><td>45</td></tr><tr><td>FIGURE 15 CHRONOLOGY OF THE MAIN ITEMS AMONG EPA DOCUMENTS</td><td>45</td></tr><tr><td>FIGURE 16 CHRONOLOGY OF QUOTATIONS OF THE MAIN 8 CITIES (EPA DATABASE)</td><td>46</td></tr><tr><td>FIGURE 17 CHRONOLOGY OF THE DISTRIBUTION OF QUOTATIONS AMONG THE MAIN 8 CITIES (EPA DATABASE)</td><td>48</td></tr><tr><td>FIGURE 18 PORTLAND STORMWATER CONVEYANCE SYSTEM (CITY OF PORTLAND, ENVIRONMENTAL SERVICES, 2005)</td><td>53</td></tr><tr><td>FIGURE 19 PORTLAND'S ECOROOF CONSTRUCTION 1999-2013 (CITY OF PORTLAND, BUREAU OF ENVIRONMENTAL SERVICES, 2014)</td><td>57</td></tr><tr><td>FIGURE 20 ANNUEL NEW HOUSING UNITS 2000-2012 IN PORTLAND (US CENSUS)</td><td>58</td></tr><tr><td>FIGURE 21 ECOROOF AREA BY NEW HOUSING UNIT AND NEW RESIDENTIAL BUILDING IN PORTLAND (CITY OF PORTLAND AND US CENSUS 2014)</td><td>59</td></tr><tr><td>FIGURE 23 PHOTOS AÉRIENNES D'UN NOUVEAU DÉVELOPPEMENT À SOUTH CHICAGO EAST 38TH (GOOGLE MAPS 2014)</td><td>64</td></tr><tr><td>FIGURE 25 GREENROOF MATRIX INSTAURÉE LE 1ER DÉCEMBRE 2007 (VILLE DE CHICAGO)</td><td>65</td></tr><tr><td>FIGURE 26 CARTE DES TOITS VERTS À CHICAGO SEPTEMBRE 2000 (CHICAGO GREEN ROOFS, CITY OF CHICAGO, 2012)</td><td>67</td></tr><tr><td>FIGURE 27 SURFACES ANNUELLES DE TOITS VERTS RÉALISÉS DE 2004 À 2013 (GRHC SURVEY)</td><td>68</td></tr><tr><td>FIGURE 28 NEW HOUSING UNITS IN CHICAGO 2004-2012 (US CENSUS 2014)</td><td>69</td></tr><tr><td>FIGURE 29 GREEN ROOF AREA BY HOUSING UNIT IN CHICAGO 2004-2012 (GRHC AND US CENSUS)</td><td>69</td></tr><tr><td>FIGURE 30 CARTES DE L'AIRE MÉTROPOLITAINE DE WASHINGTON (DC MSA) ET DE LA CONURBATION WASHINGTON-BALTIMORE (DC-BALT-METRO)</td><td>71</td></tr><tr><td>FIGURE 31 RÉSEAU D'ASSAINISSEMENT UNITAIRE ET BASSINS-VERSANTS DE WASHINGTON DC (BARBARA DEUTSCH ET AL., 2005A)</td><td>72</td></tr><tr><td>FIGURE 32 TARGETED SUB-WATERSHEDS FOR EXTRA GRANTS SINCE 2013 (DDOE 2014)</td><td>75</td></tr><tr><td>FIGURE 33 GREEN ROOFS ANNUAL AREA BEFORE CORRECTION (GRHC ET DDOE 2002-2013)</td><td>76</td></tr><tr><td>FIGURE 34 AJUSTED (WITHOUT > 100 000 SQFT) GREEN ROOFS ANNUAL AREA IN DC (GRHC&DDOE 2002-2013)</td><td>78</td></tr><tr><td>FIGURE 35 BÂTIMENTS EXISTANTS AYANT BÉNÉFICIÉ D'UNE SUBVENTION ECOROOF (CITY OF TORONTO 2013)</td><td>82</td></tr><tr><td>FIGURE 36 PHASES OF GREEN POLICY PROCESS</td><td>87</td></tr><tr><td>FIGURE 37 QUOTATIONS OF POLICY ET INCENTIVE AMONG 13 AND 3 MOST QUOTED CITIES (EAP DATABASE)</td><td>92</td></tr></table>

<table><tr><td>TABLEAU 4 RÉPARTITION DES CITATIONS DES 5 THÉMATIQUES PAR VILLE: PORTLAND, CHICAGO ET WASHINGTON</td><td>47</td></tr><tr><td>TABLEAU 5 RÉPARTITION DES CITATIONS DES 5 THÉMATIQUES PAR VILLE AYANT ENTRE 60 ET 150 CITATIONS</td><td>47</td></tr><tr><td>TABLEAU 6 RÉPARTITION DES CITATIONS DES 5 THÉMATIQUES PAR VILLE AYANT MOINS DE 60 CITATIONS</td><td>47</td></tr><tr><td>TABLEAU 7 TOP15 DES VILLES OÙ ONT ÉTÉ RÉALISÉS DES TOITS VERTS DEPUIS DE PLUS DE 100 PIEDS CARRÉ: SOURCE GREENROOFS.COM CONSULTÉ LE 22 MAI 2013</td><td>50</td></tr><tr><td>TABLEAU 8 CHRONOLOGY OF CITY OF PORTLAND'S MEASURES ACTUALLY PROMOTING GREEN ROOFS</td><td>57</td></tr><tr><td>TABLEAU 9 GREEN PERMIT REQUIREMENTS, EXAMPLE FOR AN OFFICE BUILDING (GRABS PROJECT, 2010)</td><td>66</td></tr><tr><td>TABLEAU 10 MEASURES CHRONOLOGY IMPLEMENTED BY CITY OF CHICAGO</td><td>68</td></tr><tr><td>TABLEAU 11 CHRONOLOGY OF DC MEASURES IN WASHINGTON</td><td>78</td></tr><tr><td>TABLEAU 12 SURFACE MINIMALE DE TOITS VERTS SUR LES NOUVEAUX BÂTIMENTS (CITY OF TORONTO 2009)</td><td>82</td></tr><tr><td>TABLEAU 13 GREEN ROOF AREA 2000-2013 (GRHC)</td><td>83</td></tr><tr><td>TABLEAU 14 CHRONOLOGY OF TORONTO MEASURES</td><td>84</td></tr><tr><td>TABLEAU 15 RÉCAPITULATIF DES MESURES FAVORISANT OU IMPOSANT LES TOITS VERTS</td><td>85</td></tr><tr><td>TABLEAU 16 CHRONOLOGY OF MUNICIPALITY GREEN ROOF MEASURES 2000-2013</td><td>89</td></tr><tr><td>TABLEAU 17 CONNAISSANCES LOCALES ET EXTRA-LOCALES POUR LA CONCEPTION DES MESURES</td><td>91</td></tr><tr><td>TABLEAU 18 FACTEURS LOCAUX DU CHOIX ENTRE INCITATION ET OBLIGATION</td><td>95</td></tr></table>
Bibliographie Green roof Amérique du nord

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# 3 La prise en compte de la chaleur dans l'urbanisme au Québec

## Introduction

La perspective de réchauffement climatique préoccupe de façon croissante les villes. En Europe, la canicule de 2003 est considérée comme représentative du climat de la prochaine moitié du siècle. En France, l'Etat élabore des plans d'urgence visant à réduire la mortalité en période de canicule et encourage les villes à s'adapter au réchauffement climatique (Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique 2007)(MEDTL 2011). Quelques villes pionnières s'en préoccupent depuis une dizaine d'années en agissant sur le tissu urbain et les formes bâties (Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique 2010).

Au Québec, le premier document officiel du champ de l'aménagement mentionnant le problème de la chaleur estivale utilise l'expression "ilot de chaleur urbain" : il s'agit d'un document de planification stratégique publié par la ville de Montréal.

> L'expression «ilot de chaleur» désigne des secteurs urbains où la température de l'air et de la surface du sol est plus élevée que celle des zones rurales ou des milieux naturels environnants. Cette différence de température peut, dans le cas de certaines villes, être supérieure de 5 degrés Celsius. La formation des îlots de chaleur est le résultat d'une présence minérale plus grande dans les villes, d'une présence moindre d'éléments naturels et de verdure ainsi que de la chaleur dégagée par les véhicules, les industries et les systèmes de climatisation. L'intensité des îlots de chaleur dépend également du climat et de la température de la région urbaine, de sa topographie et de la présence ou non de plans d'eau. (Ville de Montréal 2004)

Le concept scientifique d'ilot de chaleur urbain (ICU), selon lequel la température en ville est plus élevée que dans la campagne environnante a été vérifié dans un grand nombre d'agglomérations urbaines et a fait l'objet de nombreuses publications scientifiques par des spécialistes de la météorologie et du climat depuis une quarantaine d'années. Deux types de représentations sont utilisées pour représenter l'ICU dans la littérature scientifique : d'une part le transept (coupe de la ville selon un plan vertical) sur lequel est ajouté la courbe de la température ambiante, d'autre part des isothermes tracées sur un fond de plan de la ville (voir section consacrée à la revue de littérature scientifique).

Des institutions québécoises se préoccupent aussi de l'ilot de chaleur urbain. L'Institut National de Santé Publique du Québec a recensé des initiatives des municipalités (Giguère et Gosselin 2006) et des mesures de lutte aux îlots de chaleur urbains (Giguère 2009), le ministère MAMROT a intégré la lutte aux ICU dans son plan de développement durable (Plan d'action de développement durable 2008-2013 2009).

L'INSIQ classent les mesures de lutte aux ICU dans quatre catégories : végétalisation, infrastructures urbaines, gestion des eaux pluviales et perméabilité du sol, réduction de chaleur anthropique. Lors de notre enquête mi-2012, nous avons constaté que la plupart des mesures liées à la végétalisation répondaient aussi à d'autres objectifs et étaient déjà mises en oeuvre à ces titres. Cependant, deux mesures émergentes apparaissaient spécialement motivées par l'ICU : la végétalisation des toits et celle des parcs de stationnement automobile. Elles venaient d'être prescrites dans les règlements d'urbanisme respectivement par les Arrondissements de Rosemont-La-Petite-Patrie et de Saint Laurent de la ville de Montréal. D'autres Arrondissements et Communes québécoises attendaient d'observer la réception et les effets de ses mesures avant de les adopter.

Il était donc trop tôt pour observer la diffusion des politiques de lutte aux ICU au Québec. En revanche, en amont des politiques de lutte contre les ICU, l'utilisation de la carte thermographique des ICU semblait s'être généralisée dans les municipalités québécoises ces dernières années. Elle était utilisée tant pour justifier des mesures émergentes susnommées que pour mettre à l'agenda le problème de chaleur estivale dans la planification stratégique. Nous considérions alors qu'elle traduit des connaissances physiques relatives au climat urbain sous une forme préhensible par les
aménageurs et les urbanistes voire par les élus et les citoyens. Par la suite, nous avons découvert que le phénomène physique d'ICU tel que reconnu par les climatologues ne correspond pas à celui que la carte révèle. La diffusion de la carte thermographique des ICU s'explique par son aptitude à être adoptée (selon la théorie de la diffusion des innovations de Rogers) malgré -voire grâce ?- à son infidélité au concept scientifique d'îlot de chaleur urbain.

Les deux premières parties traitent des glissements dans la définition des ICU liés à l'utilisation de la carte thermographique en mobilisant, d'une part, la littérature grise de l'aménagement et, d'autre part, la littérature scientifique sur le phénomène physique d'ICU. Mobilisant les concepts de la diffusion d'une innovation définis par Rogers, la troisième partie explique pourquoi et comment la carte thermographique a été adoptée par les aménageurs des villes du sud du Québec.

## Précisions sur la méthodologie

Cette recherche a bénéficié du soutien logistique de l'Institut d'Urbanisme de l'Université de Montréal grâce à l'invitation de son directeur Franck Scherrer et de la contribution de Simon Perreault candidat à la maîtrise en Aménagement dans le cadre d'un stage au laboratoire PACTE de Grenoble et d'un mandat de recherche confié à l'Institut d'urbanisme. Les propos de ce chapitre n'engagent que l'auteur.

### ○ Choix des terrains

En 2011, la chaleur estivale et notamment les ICU apparaissaient comme un thème novateur de l'aménagement en milieu urbain tant à Grenoble<fnref n="22" /> qu'à Montréal où émergeaient des initiatives publiques de végétalisation de toits verts pour atténuer les chaleurs estivales. Afin de relativiser les résultats, il a été convenu de traiter deux villes au Québec. Montréal s'imposait du fait de l'avance de ses réflexions en terme d'ICU et du fait de la connaissance du terrain qu'avait l'Institut d'urbanisme de Montréal. Plusieurs villes québécoises ont été explorées par des requêtes sur internet : 3ème et 5ème villes les plus peuplées, Laval et Longueuil se situent dans la même aire métropolitaine de Montréal, 4ème et 6ème villes les plus peuplées, Gatineau et Sherbrooke apparaissaient guère avancé en terme de lutte contre l'ICU. La 2ème ville, Québec a été retenue car cette ville, capitale politique de la province de Québec, hébergent les services ministériels auprès desquels il était prévu d'enquêter.

### ○ Corpus documentaire : littératures grises et scientifique

Après une courte période d'exploration empirique basée sur des requêtes internet, les publications ont été moissonnés en suivant globalement cette chronologie :

* identification des institutions québécoises publiant sur l'adaptation au réchauffement climatique et moissonnage de leur publication traitant des ICU

* moissonnage des documents de planification spatiale et programme d'actions sur les villes de Montréal et Québec

* repérage des publications scientifiques citées dans les publications ci-dessus et moissonnage

Au total, 35 documents gris ont été retenus pour le Québec. Grâce aux références bibliographiques de la littérature grise ministérielle québécoise, une dizaine de publications scientifiques sur les ICU ont été retenues et analysées.

### □ La sélection des personnes interviewées

On été sélectionnés les rédacteurs des documents de synthèse et de doctrine sur les ICU ou plus généralement de traduction des questions environnementales en direction des urbanistes du ministère des Affaires municipales, des Régions et de l'Occupation du territoire (MAMROT), de l'Institut National de Santé Publique du Québec (INSPQ), de l'Université du Québec à Montréal (UQAM) et du Centre Régional de l'Environnement (CRE). Nous avons aussi sélectionné des

<footnote n="22">²² A Grenoble, l'Agence d'Urbanisme de la Région Grenobloise a travaillé sur la cartographie de l'ICU en 2010. Voir le rapport de recherche "L'ambiance est dans l'air" piloté par Nicolas Tixier pour le PIR Ville et Environnement du CNRS.</footnote>
urbanistes municipaux en charge de documents de planification stratégique à Montréal et à Québec ainsi qu'un conseiller en aménagement de l'arrondissement le plus avancé : Rosemont-La-Petite-Patrie. Les personnes correspondantes ont été identifiées en interrogeant des collègues de l'Institut d'Urbanisme. Les entretiens au Québec ont été menés conjointement par Simon Perreault et Gilles Debizet en juin et en septembre 2012.

* La grille d'entretien

Les entretiens ont été menés de façon semi-directive. Dans un premier temps, la personne interviewée est invitée à décrire son parcours professionnel et son organisation. Dans un second temps, il lui est posé des questions ouvertes l'incitant à raconter l'histoire de la prise en compte de l'ICU dans l'aménagement ; des questions de relance sont prévues. Dans un dernier temps des questions basées sur les concepts de l'innovation (cf. chapitre 1) sont posées pour obtenir des précisions sur les thèmes non traités ou pour approfondir un point déjà abordé et particulièrement intéressant. La grille d'entretien a sensiblement évolué au cours des premiers entretiens.

## 3.1 Définition évolutive de l'ICU dans la littérature grise québécoise

L'expression "îlot de chaleur urbain" n'est apparue dans le champ de l'aménagement et de l'urbanisme qu'en 2004 si l'on se réfère aux documents produits par des différentes institutions publiques du Québec. C'est par l'entrée "chaleur accablante" que la question de l'excès de chaleur a été mise à l'agenda de discussions portées par des institutions publiques.

En 2000, Santé Canada avait organisé une Conférence sur les politiques de santé et de bien-être et la planification sur les mesures d'adaptation au changement climatique (Fortin 2001) qui a suscité des initiatives de la direction de la Santé Publique de la province du Québec. Il s'agissait alors de mettre au point un programme d'avertissement de chaleur accablante (King, Simard, et Vallee 2002) : la canicule de Chicago de 1995 et les pics de chaleurs de l'été 2001 à Montréal ont été les facteurs déclenchant de cette étude. Elaboré un peu plus tard, le document de cadrage du programme provincial de recherche sur le changement climatique (Consortium Ouranos 2004) reprend la problématique : il énonce les effets des "chaleurs accablantes" et des "vagues de chaleur" sur la santé mais n'emploie pas le terme ilot de chaleur urbain. C'est finalement le plan d'urbanisme de la ville de Montréal que l'expression "ilot de chaleur urbain" apparaît pour la première fois dans un document émanant d'une autorité publique du Québec en 2004.

Pour autant le phénomène était connu depuis très longtemps par les météorologues et les climatologues urbains. Cette section dresse une généalogie des définitions de l'ICU dans la littérature grise en l'éclairant par la littérature scientifique qu'elle mobilise. Cette lecture relativement exhaustive fait apparaître des écarts, voire des incohérences entre les définitions utilisées. Plus que les évolutions dans la connaissance du phénomène ICU, elle révèle l'influence des finalités dans la construction de la connaissance sur les ICU.

### 3.1.1 Définitions dans les documents locaux relatifs à l'aménagement et l'urbanisme à Montréal

L'expression "ilot de chaleur urbain" apparaît pour le première fois dans un document émanant d'une autorité publique du Québec en 2004 : il s'agit du plan d'urbanisme de la ville de Montréal (Ville de Montréal 2004). Plus exactement, il s'agit "d'îlots de chaleur urbains" au pluriel : ils sont définis comme "des secteurs urbains où la température de l'air et de la surface du sol est plus élevée que celle des zones rurales ou des milieux naturels environnants". Le moment de la journée n'est pas précisé. Les températures ambiante et de surface sont rassemblées dans une même catégorie mais la fourchette d'écart de température mentionnée (5°C) correspond de fait à la température de l'air ambiant. Des explications sont données : "La formation des îlots de chaleur est le résultat d'une présence minérale plus grande dans les villes, d'une présence moindre d'éléments naturels et de verdure ainsi que de la chaleur dégagée par les véhicules, les industries et les systèmes de climatisation." Cette définition s'inspire d'un fascicule émis par une administration étatsunienne cité dans un rapport de recherche provisoire financé par le programme de recherche provincial Ouranos.
C'est en cours d'année de 2003, qu'on a été mis au courant de cette analyse faite par Ouranos. Et on a saisi l'occasion. Et c'est là que l'expression d'îlot de chaleur urbain est apparu, qu'il nous a été donné pour la première fois. Et là, on a fait donc une recherche et on a découvert que le Secrétariat américain avait publié un fascicule à cet égard-là et donc, on est allé chercher cette information-là. On avait pas trouvé même de référence canadienne. Il y en avait peut-être mais on ne les connaissait pas. Et on a, en quelques sortes, institutionnalisé l'expression îlot de chaleur urbain. (...) Et on a fait un encadré sur ce qu'est un îlot de chaleur urbain parce que personne ne connaissait ce que c'était. C'est apparu donc en 2003 à la suite d'échanges avec des collègues de l'environnement de la Ville de Montréal qui nous ont mis en contact avec Ouranos. On a été chercher la carte, on a observé la carte et s'est inspiré de ce que la carte nous révélait pour décrire nos actions. Un responsable de la planification stratégique de la ville de Montréal

La focalisation sur la dimension intra-urbaine des îlots de chaleur urbains est précisée dans le Plan stratégique de développement durable de la collectivité Montréalaise de 2007 (Ville de Montréal 2007) spatiale : il n'est plus défini par rapport aux zones rurales mais par rapport à "l'environnement immédiat". Il est restreint à la période estivale mais l'ambiguïté persiste sur le moment de la journée ainsi que le type de température : plus grand (10°C) l'écart de température mentionné est davantage compatible avec des températures de surface mais les mentions "ambiante" ou "de surface" disparaît. Nouveauté, le phénomène d'inertie thermique est explicité : "Ils sont causés par les toits, les murs des bâtiments ainsi que les chaussées et les stationnements qui absorbent la chaleur pendant la journée et la restituent durant la nuit" et ajoute les émanations de chaleur anthropiques "De plus, la chaleur résultant de la circulation des véhicules et de l'activité industrielle contribue aussi au développement des îlots de chaleur."

Le concept d'îlots de chaleur urbain se retrouve aussi dans un document programmatique général (et donc au-delà des domaines d'action de l'urbanisme et du développement durable). A défaut d'une définition textuelle, c'est une carte qui l'illustre dans la version "projet" du plan de développement durable de Montréal mis en discussion en 2012 (Ville de Montréal 2012). Les îlots de chaleur urbains apparaissent en périphérie du centre historique de la ville sur l'île de Montréal et les agglomérations voisines de Laval et de Longueuil sous la forme de petites tâches foncées se distinguant de leur environnement immédiat. Basée sur une thermographie aérienne prise en journée un 14 juillet, l'image indique donc les températures de surface qui sont comprises entre une vingtaine et 43 degré Celsius.
CARTE 7 | LES ÎLOTS DE CHALEUR À MONTRÉAL – 2011

<figure><img src="image_45.png" /></figure>

Source: FrancVert, volume 2, numéro 3, automne 2005. « Portrait des îlots de chaleur urbains à Montréal », Frédéric Guay et Yves Baudouin, UQAM.

Figure 38 Carte des îlots de chaleur urbain de la Région de Montréal extraite du Plan de développement durable (projet) de la Ville de Montréal 2012.

Pour autant, la dimension exclusivement intra-urbaine de l'îlot de chaleur urbain ne fait pas l'unanimité. Dans un document justifiant les dispositions réglementaires relatifs aux toits, l'arrondissement de Rosemont-Petite-Patrie (l'un des 19 arrondissements de la ville de Montréal) reprend en 2012 la référence aux zones rurales de la région : "Un îlot de chaleur désigne une élévation localisée des températures, particulièrement des températures maximales de jour et de nuit, enregistrées en milieu urbain, par rapport aux zones rurales ou forestières voisines ou par rapport aux températures moyennes régionales". (Arrondissement de Rosemont-la-Petite-Patrie, Montréal 2012).

La répartition institutionnelle des compétences en aménagement et urbanisme

Au Québec (comme en France), l'urbanisme est une compétence essentiellement assurée par les collectivités locales mais pas exclusivement : la planification urbaine et l'encadrement de la construction sont réparties entre des autorités publiques de différents niveaux :

- les règles techniques de construction sont définies par trois échelons territoriaux : fédéral (le Canada), provincial (le Québec), municipal (ville de Montréal par exemple) et, dans le cas de Montréal, les arrondissements,

- les règles d'urbanisme ou d'occupation des parcelles sont fixées par la municipalité et par l'arrondissement (cas des villes de Montréal et de Québec),

- la planification urbaine (stratégie de développement de la ville) est menée à quatre échelles : l'arrondissement (seulement pour les villes de Montréal et de Québec), la municipalité, l'agglomération (en l'occurrence l'Ile de Montréal composée de 14 communes) et la métropole (en l'occurrence une soixantaine de communes en plus des 14 communes de l'agglomération).

Notons que les villes de Montréal et de Québec ont subi des évolutions institutionnelles radicales depuis une dizaine d'années. En 2002, l'ensemble des communes historiques localisées sur l'Ile
de Montréal ont été réunies dans une seule collectivité mais en 2006, 15 des arrondissements défusionnent et les 19 restant dans la municipalité de Montréal bénéficient de pouvoirs accrus et notamment de l'élaboration d'une partie des règles d'urbanisme et de la maitrise de la procédure d'autorisation de construire. Les limites de responsabilité des arrondissements et de la municipalité sont complexes et pas encore stabilisées, en tout cas de nombreuses actions requièrent des ajustements et une coordination entre la municipalité et les arrondissements.

### 3.1.2 Référence aux ICU dans les documents locaux en dehors de Montréal

En dehors de la ville de Montréal, l'ilot de chaleur urbain ne commence à être mentionné dans les documents officiels qu'à partir de 2009 : sa définition ou son usage correspond à des zones de la ville où la température est plus élevée que celle de l'environnement immédiat (Trois-Rivières 2009), elle correspond aux artères et pôles commerciaux (Sainte-Hyacinthe 2010), aux grandes surfaces minéralisées (Longueuil 2012) et/ou à des sites particuliers (document stratégique de la Communauté Métropolitaine de Montréal 2011). La problématique ICU se diffuse avec un décalage de quelques années par rapport à l'agglomération montréalaise dans les villes du sud-ouest du Québec. A l'image de la ville de Québec, les villes du nord et de l'est restent à l'écart de cette préoccupation.

A partir de 2012, on note une évolution dans la façon de définir l'ilot de chaleur urbain. Comme dans le règlement d'urbanisme de l'arrondissement de Rosemont-la-Petite-Patrie de Montréal (2012), c'est une définition plus ouverte, englobant la distinction métropole/rural qui refait jour. Correspondant à la toute nouvelle procédure de planification recommandé par le gouvernement provincial, le Schéma d'Aménagement et de Développement de Sherbrooke de 2013 l'illustre : la définition de l'ICU reste peu précise et mentionne seulement qu'il convient de lutter contre ses effets.

Le tableau suivant spécifie le milieu auquel est rapporté l'ICU selon les villes et la date d'élaboration de leurs plans d'urbanisme. A partir de 2009, les villes ou MRC du sud du Québec ayant élaboré leur plan d'aménagement et de développement (planification stratégique) mentionnent les ICU. Située plus au nord, la ville de Québec n'a pas pris en compte l'ilot de chaleur urbain : sa position à l'embouchure du golfe du Saint-Laurent tempère suffisamment la chaleur estivale pour que le phénomène d'ICU ne soit pas considéré comme un problème.
<table><caption>Tableau 0-1 Mention de l'îlot de chaleur urbain dans les documents d'urbanisme des principales municipalités du Québec (hors Montréal)</caption><thead><tr><th>Mention de l'îlot de chaleur urbain</th><th>Municipalité</th><th>Année</th><th>Document</th></tr></thead><tbody><tr><td>aucune mention relative à la chaleur</td><td>Québec</td><td>2004</td><td>Plan stratégique de la ville de Québec 2004-2008</td></tr><tr><td>aucune mention relative à la chaleur</td><td>Saint-Jean Richelieu</td><td>2004</td><td>Schéma d'aménagement et de développement révisé</td></tr><tr><td>2 mentions de la "chaleur accablante"</td><td>Sherbrooke</td><td>2005</td><td>Règlement du Plan d'urbanisme</td></tr><tr><td>aucune mention relative à la chaleur</td><td>Gatineau</td><td>2005 (2013)</td><td>Règlement de Plan d'Urbanisme Compilation au 7 octobre 2013</td></tr><tr><td>aucune mention relative à la chaleur</td><td>Saint-Jean Richelieu</td><td>2007</td><td>Plan d'urbanisme</td></tr><tr><td>aucune mention relative à la chaleur</td><td>Granby</td><td>2008</td><td>Règlement du Plan d'urbanisme</td></tr><tr><td>aucune mention relative à la chaleur</td><td>Trois-Rivières</td><td>2006</td><td>Plan d'urbanisme</td></tr><tr><td>îlot de chaleur = zone urbanisée caractérisée par des températures estivales plus élevées que l'environnement immédiat</td><td>Trois-Rivières</td><td>2009</td><td>Politique du Développement durable</td></tr><tr><td>aucune mention relative à la chaleur</td><td>Québec</td><td>2010</td><td>Rapport sur l'état de la situation du plan stratégique 2004-2008</td></tr><tr><td>îlots de chaleur associés à l'embellissement et à l'élaboration de normes d'aménagement pour les artères et les pôles commerciaux</td><td>Sainte-Hyacinthe</td><td>2010</td><td>Plan directeur d'aménagement et de développement durable</td></tr><tr><td>îlots de chaleur constitués par des sites</td><td>Com. Métro. de Montréal</td><td>2011</td><td>Plan métropolitain d'aménagement et de développement</td></tr><tr><td>îlots de chaleur associés aux grandes surfaces minéralisées (commerciales, industrielles, notamment des stationnements) et de certains secteurs résidentiels avec un déficit de végétation</td><td>Longueuil</td><td>2012</td><td>Vision stratégique du plan d'urbanisme Longueuil 2035. Document préalable au Plan d'urbanisme</td></tr><tr><td>îlot de chaleur urbain est un problème contre lequel il faut lutter (pas de définition)</td><td>Sherbrooke</td><td>2013</td><td>Schéma d'aménagement et de développement du territoire</td></tr></tbody></table>

### 3.1.3 Définitions dans les documents provinciaux ou fédéraux

Alors que le ministère fédéral "Environnement-Canada" et le consortium provincial Ouranos ont publié des documents de cadrage sur l'adaptation au changement climatique au début des années 2000, c'est l'Institut National de la Santé Publique du Québec (INSPQ) qui introduit une notion proche de l'îlot de chaleur urbain, plus exactement "l'effet d'îlot thermique urbain" auquel sont soumises "les agglomérations urbaines" et qui est "généré par les recouvrements asphaltés et les matériaux des infrastructures et bâtiments qui absorbent la chaleur et rehaussent la température de l'air ambiant de 0,5 à 5,6 °C dans les milieux urbains" (Giguère et Gosselin 2006). Cette expression et la définition sont intégralement reprises dans la chapitre "Québec" du document d'Environnement Canada consacré à l'adaptation aux changements climatiques au Canada (A. Bourque et G. Simonet 2008). Quant à l'expression "îlots de chaleur urbains", elle apparaît pour le première fois dans un document provincial dans une newsletter de l'INSPQ (Lachance, Baudouin, et Guay 2006) : "Les îlots de chaleur sont des secteurs urbanisés caractérisés par des températures de l'air ou du sol plus élevées de 5 à 10 °C que l'environnement immédiat du point de prise de mesure.". L'on trouve ici la référence à "l'environnement immédiat" que reprend le plan stratégique de développement durable de la ville de Montréal de 2007.<fnref n="23" />

<footnote n="23">²³ La bibliographie contient essentiellement des références relatives aux effets de la chaleur accablante sur les personnes et aux techniques de télédétection. Très peu de références relèvent de la littérature sur les Urban Heat Island ou llot de chaleur urbain.</footnote>
En 2009, la définition évolue sensiblement et se rapproche des définitions de la littérature
scientifique (cf. ci-dessous). Dans une analyse des mesures de lutte contre les îlots de chaleur
(Giguère 2009), l'INSPQ reprend la référence aux zones rurales environnantes : "*L'expression «
îlots de chaleur urbains » signifie la différence de température observée entre les milieux urbains
et les zones rurales environnantes*". Elle reprend l'écart de 12°C énoncé par Oke en 1982 et la
typologie des ICU synthétisé par Oke (1982), puis Voogt (2002) (cf. ci-dessous). Enfin, elle
introduit, d'une part, le transept synthétique proposé par le Lawrence Berkeley National Laboratory
en 2000 et qui représente des températures ambiantes (température de l'air) sans le mentionner
et, d'autre part, une carte des températures de surface sans le mentionner non plus.

<figure><img src="image_46.png" /><figcaption>**Figure 1** Schéma de l'îlot de chaleur urbain</figcaption></figure>

Source : Lawrence Berkeley National Laboratory, 2000.

<figure><img src="image_47.png" /><figcaption>**Figure 2** Exemple d'une cartographie d'îlots de chaleur urbains à Montréal</figcaption></figure>

Note : Les zones de couleur orange foncé représentent les zones les plus chaudes.
Source : Smargiassi et al., 2009.

**Figure 39 Ilot de chaleur urbain : transept et carte thermographique extraits de Giguère (INSPQ) 2009**

Le Ministère québécois des Affaires municipales, des Régions et de l'Occupation du territoire (MAMROT) reprend à son compte l'écart par rapport au "milieu rural" (Boucher et al. 2010) (Boucher 2010) ou par rapport "aux régions rurales et forestières environnantes" (I. Boucher et N. Fontaine 2010) : il n'introduit pas de cartes dans ses guides de bonnes pratiques, respectivement consacrés au bâtiment durable, à la gestion des eaux de pluie et à la biodiversité en ville.

Parallèlement en 2009, l'INSPQ puis le gouvernement provincial ont mis à disposition du grand public des cartes d'îlots de chaleur urbains via un système d'information géographique accessible en ligne. En utilisant les températures de surfaces issues de Landsat (cf. ci-dessous), ces autorités définissent implicitement l'ICU comme un écart de température de surface horizontale par rapport à l'environnement immédiat : l'extrait centré sur la ville de Sherbrooke l'illustre ci-dessous.
<figure><img src="image_48.png" /><figcaption>Figure 40 ICU de Sherbrooke Source : données.gouv.qc.ca 2013</figcaption></figure>

Cette carte a pour effet de faire ressortir les toitures de grandes surfaces et les grandes aires de stationnement.

<figure><img src="image_49.png" /><figcaption>Figure 41 Relation entre les ICU et l'occupation du sol (violet clair correspond à habitat pavillonnaire sur la carte de gauche) Source : données.gouv.qc.ca 2013</figcaption></figure>

## 3.2 L'ICU dans la littérature scientifique et la thermographie

### 3.2.1 La définition historique de l'ICU : écart de température ambiante entre la ville et la campagne

Le constat d'un écart de température entre le coeur des villes et la campagne environnante date de plus d'un siècle. Depuis une soixante d'années, ce phénomène a fait l'objet de campagne de mesures dans de nombreuses villes (Chandler 1970) (Oke 1979). L'article le plus fréquemment cité dans la littérature grise produite au Québec (Oke 1982) est aussi celui le plus cité selon google
scholar<sup>24</sup>, il précise que l'écart de températures ambiantes peut s'élever de 2 à 10°C selon la taille des villes, cet écart s'observe de façon le plus intense en été (dans l'hémisphère nord) et au cours des périodes très peu ventées. Il s'explique par l'accumulation de chaleur dans les matériaux urbains exposés au soleil : à partir du coucher du soleil, cette accumulation retarde et atténue la baisse de température de l'air en milieu urbain par comparaison avec le milieu rural. L'écart de température ambiante entre la ville et la campagne est maximal quelques heures après le coucher du soleil jusqu'au lever du soleil comme l'illustre le graphique ci-dessous.

<figure><img src="image_50.png" /><figcaption>Figure 42 Ecart de température ambiante entre urbain et rural selon l'heure Source Oke 1982</figcaption></figure>

L'article distingue deux échelles du phénomène d'ilot de chaleur urbain :

* la couche limite urbaine qui s'élève au-dessus de la ligne de toiture et jusqu'à la limite d'influence du milieu urbain sur l'air atmosphérique, sa hauteur varie de quelques centaines de mètres la nuit à plus d'un kilomètre le jour : les échanges thermiques s'opèrent par convection (mouvements d'air) et rayonnement entre l'air atmosphérique et des éléments de la canopée. Au sein de cette couche la température de l'air est relativement homogène,

* la canopée qui s'élève du sol aux toits des immeubles et dont les éléments (sols, façades et toiture de bâtiment) échangent thermiquement aussi bien entre eux qu'avec la couche limite urbaine et le substrat. La température de l'air est moins homogène dans l'espace. La nuit, elle est, en moyenne, plus élevée que dans la couche limite.

<footnote n="24"><sup>24</sup> Cet article scientifique est le plus cité des articles (un millier selon google scholar) traitant de l'Urban Heat Island, il est aussi le plus référencé dans les documents produits par l'INSPQ.</footnote>
<figure><img src="image_51.png" /></figure>

Figure 2. Generalized form of the UBL thermal structure in a large mid-latitude city during fine summer weather (a) by day, including schematic profiles of potential temperature (θ) and the depths of the urban and rural internal boundary layers (---) and the daytime mixed layer (—·) and (b) at night. Comparison of (c) rural and urban vertical temperature profiles and (d) the resulting vertical profile of heat island intensity in the city centre at night.

Figure 43 Gradient de température ambiante au dessus d'une ville Source : Oke 1982

La mesure de la température d'air en différents points de l'espace repose sur des capteurs mobiles nécessitant des moyens humains importants pour le déplacement (automobile ou avion) (Voogt 2009). La reconstitution fiable des gradients de température ou d'isothermes suppose un grand nombre de points de mesures et des traitements sophistiqués en milieu urbain où la canopée est complexe et très variable selon les zones.

### 3.2.2 Mesure des températures de surface par thermographies satellitaires

Lancés respectivement en 1982, 1984 et 1999, les satellites Landsat 4, 5 et 7 délivrent en masse des données relatives aux températures de surface en journée. L'amélioration de la résolution offerte par Landsat 7 (60 mètres au lieu de 120 mètres pour Landsat 4 et 5²⁵) permet de relier la température de surface avec l'occupation du sol. L'acquisition des données sur les températures

<footnote n="25">²⁵ Entretien avec Yves Baudouin pour les résolutions infra-rouge et consultation le 3 janvier 2013 des sites :
https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/l/landsat-4-5 et
https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/l/landsat-7</footnote>
des surfaces est beaucoup moins onéreuse que le développement d'une intense campagne de mesure in-situ. Leur exploitation nécessite, d'une part, un traitement analytique pour corriger les valeurs relevées par le satellite et étalonner les couleurs de température de surface, et, d'autre part, des ajustements cartographiques pour faire correspondre l'image issue du scanner satellite et les fonds de carte géographiques existants.

Des cartes thermographiques sont produites dans de nombreuses grandes villes, et notamment à Montréal (Lachance, Baudouin, et Guay 2006) et Grenoble (Lomakine 2011). Elles constituent une nouvelle façon de représenter l'ICU.

La correspondance avec la courbe en cloche sur le transept urbain n'est pas aisée. Un document de synthèse produit par US EPA (Environmental Protection Agency) mis en ligne au début des années 2000 établit clairement les relations entre ces deux températures (US EPA 2012). Le schéma générique proposé s'inspire d'un chapitre d'une encyclopédie sur le changement climatique (Voogt 2002) produit en 2000 mais publié en 2002 et a fait l'objet d'une mise à jour dans un article en ligne (Voogt 2004).

<figure><img src="image_52.png" /><figcaption>Figure 44 Variation des températures de surface et de l'air Source EPA 2002 Schéma d'après Voogt</figcaption></figure>

Les températures de surface sont estimées en fonction des radiations reçues par un satellite ou un avion et émises ou réfléchies par les surfaces horizontales terrestres. Les températures d'air indiquées résultent de mesures in situ dans la partie basse de la canopée (quelques mètres au dessus du sol).

* En journée, la température de surface varie de façon très importante, elle dépend de la façon dont la surface va capter le rayonnement solaire et dissiper l'énergie reçue en chaleur autour d'elle ; au-delà du rayonnement solaire, elle dépend donc des caractéristiques physiques du sol (routes, parking, places, jardins ...), des toits des bâtiments et de leurs façades (ces dernières n'étant pas photographiables par le satellite). Inversement, la température de l'air ambiant est beaucoup plus homogène dans l'espace intra-urbain et les écarts ville/campagne sont faibles.

* En revanche, la nuit, les températures de surface et de l'air ont tendance à converger en l'absence de rayonnement solaire. Cette convergence s'opère d'autant plus lentement que la quantité de chaleur stockée dans les matériaux de surfaces est importante. Ainsi, la masse de chaleur accumulée dans l'étang (pond) se maintient une température à peu près
constante et se retrouve être la surface la plus chaude la nuit. Inversement, le toit métallique - peu épais et à forte conductivité thermique- des bâtiments commerciaux ou industriels (warehouse or industrial) se refroidit rapidement par rayonnement vers le ciel et atteint une température moins élevée que l'air situé au-dessus.

<figure><img src="image_53.png" /><figcaption>Figure 45 Variation des températures atmosphérique et de surface Source Voogt 2004</figcaption></figure>

En résumé, c'est la nuit que se prononce l'écart ville/campagne à l'échelle de l'agglomération urbaine, tandis qu'en journée les écarts sont micro-localisés car déterminés par les différences de caractéristiques thermiques des surfaces exposées au soleil : un toit métallique reposant sur un isolant thermique a une température de surface plus élevée que le revêtement de bitume d'un parking posé sur une couches de gravier, des pavés fixés au sol et exposés au soleil sont plus chauds qu'une pelouse à l'ombre des arbres.
### 3.2.3 Effets de la faible résolution des cartes thermographiques

Le calibrage sur fond de carte et l'étalonnage des couleurs requièrent le savoir-faire technique des géographes-cartographes. Plus nombreux que les spécialistes du climat urbain, les géographes-cartographes sont en mesure de produire des cartes thermographiques de leur ville en cherchant à établir des liens avec la morphologie urbaine qu'ils connaissent déjà.

La carte thermographique est dépendante de la résolution du scanner. Un pixel du scanner correspond à un rectangle de 60m x 60m, il reçoit une quantité de rayonnement. Le cartographe spécialiste de télédétection associe ensuite à cette quantité de rayonnement une couleur selon un nuancier qui permettra de représenter les écarts de température de surface.

La faible résolution du scanner a des effets sur le niveau de température révélé. Pour l'illustrer, imaginons des bâtiments ayant le même type de toiture (par exemple une toiture-terrasse en béton isolée par l'extérieur et recouverte d'une couche d'étanchéité bitumineuse noire) et entourés par le même type de revêtement de sol (par exemple une couche d'enrobé constituée de graviers clairs et de bitume) mais de surfaces et configurations différentes :

a) un bâtiment industriel de 200 m x 250 m

b) de l'habitat collectif accolé en bande de 20 m de large des deux côtés d'une ruelle

c) un ensemble de maisons individuelles de 10 m x 15 m.

A priori, dans les trois configurations, la température du toit sera très élevée car la couche de bitume noire est isolée thermiquement du toit et ne peut restituer de la chaleur reçue par rayonnement solaire que par rayonnement vers le ciel. La température du sol sera moins élevée ; d'une part, parce que l'enrobé est plus clair et absorbe moins de rayonnement solaire et, d'autre part, parce qu'il transmet de la chaleur vers la couche de gravier inférieure qui elle-même transmet de la chaleur au sol. Supposons que la température de surface du toit soit la même quelle que soit la taille du bâtiment et que la température de la surface du sol soit aussi la même dans les trois configurations.

<figure><img src="image_54.png" /></figure>

1.1.1

<figure><img src="image_55.png" /></figure>

1.1.1

Figure 46 Trois configurations de bâtiments dont la température de surface du toit est nettement plus élevée que celle du sol autour : a) à droite et b) et c) à gauche

Dans la première configuration (a), le toit couvre quatre pixels entièrement et 12 autres partiellement. Les quatre pixels localisés entièrement sur le toit seront représentés par une couleur foncée correspondant à la température la plus élevée. Les pixels localisés entièrement sur le sol seront représentés par une couleur claire correspondant à la température la plus basse. Les pixels qui sont à cheval sur le toit et le sol auront des couleurs intermédiaires selon la proportion de toit dans le pixel. La résolution du scanner (60x60) a donc pour effet de produire un gradient entre des zones de grandes surfaces dont les revêtements ont un comportement thermique contrasté (cf. figure ci-dessous).
<figure><img src="image_56.png" /></figure>

1.1.1.

Figure 47 Effet de la résolution sur la représentation d'une très grande surface de toiture dont la température de surface est beaucoup plus élevée que celle de son environnement immédiat

Dans les deux autres configurations (a) et (b), aucun pixel ne correspond intégralement au toit. Les pixels sont colorés en fonction de la proportion de toit : le pixel le plus coloré correspond à celui qui a la plus grande proportion de toit mais sans atteindre la couleur correspondant à la température du toit. Ceux qui contiennent peu de maison auront la même couleur que ceux qui n'en contiennent pas. La couleur du pixel n'est pas représentative de la température de la surface la plus chaude qu'il contient.

<figure><img src="image_57.png" /></figure>

1.1.2.

Figure 48 Effet de la résolution sur la représentation de zones constituées de bâtiments de petite taille isolés (c) ou adjacents (b) dont la température de surface du toit est plus élevée que celle de leur environnement immédiat

Globalement, la faible résolution du scanner a pour effet de tronquer à la baisse la température lorsque l'aire correspondant au pixel contient des bâtiments de petites surfaces. Elle fait apparaître des gradients de température dans la cas de toiture de grande surface, un peu comme si la chaleur se propageait depuis la partie centrale du toit vers sa périphérie.

La combinaison de ces deux mécanismes a pour conséquence de faire ressortir des ilots de chaleur au sein de l'agglomération urbaine là où les surfaces de toitures voisinent ou dépassent celle d'un pixel (60 m x 60 m) ce qui correspond aux zones industrielles et commerciales et, dans une moindre mesure, aux blocs centraux de la ville qui sont presque entièrement bâtis.

### 3.2.4 Évolution de la définition de l'ICU dans la littérature grise consécutive à la thermographie

La littérature scientifique relative à la climatologie urbaine utilise l'expression ilot de chaleur urbain pour désigner un écart de température ambiante entre le coeur de la ville et sa périphérie rurale. Cet écart est maximal la nuit. En journée, il est constaté des écarts de température de surfaces très importants entre les différences surfaces exposées au soleil, la températures de ces surfaces
n'est pas liés à leur position intrinsèque dans la ville mais aux caractéristiques thermiques de ces surfaces (albedo, épaisseur, conductivité thermique...).

L'utilisation d'images thermographiques prises en journée par satellite a pour conséquence d'atténuer les températures de surface du toit des bâtiments dont la taille est sensiblement inférieures à celle d'un pixel (60 m x 60 m) et de faire apparaître des gradients de température depuis le coeur des bâtiments dont la taille est supérieure à celle d'un pixel en direction de leur périphérie.

Ces images ont vraisemblablement conduit ceux qui utilisent ces images à dénommer avec le même terme "ilot de chaleur urbain" les écarts de température graduels entre un groupes de pixels chauds et les pixels moins chauds qui l'entourent.

De ce fait, deux définitions relatives à l'(aux)îlot(s) de chaleur urbain(s) cohabitent dans la littérature grise :

* l'une - historique et basée sur la climatologie urbaine - souligne l'écart de température ambiante entre la ville et la campagne la nuit ; son échelle est l'aire urbaine;

* l'autre - récente et basée sur la thermographie satellitaire - met en évidence les écarts de température de surface moyennée sur des pixels au sein de la ville, des quartiers voire des blocs en journée, c'est à dire à des échelles infra-urbaines.

Ces deux géographies de l'ICU ont la non-végétalisation et le faible albédo du revêtement comme facteurs communs mais elles reposent sur des mécanismes physiques différents :

* Dans le premier cas, la persistance de la chaleur en ville la nuit est causée principalement par l'inertie thermique des façades et des toits ainsi que des revêtements de sols massivement exposés au soleil (peu présente dans la ville, la végétation n'empêche pas le rayonnement solaire d'atteindre ces surfaces) par comparaison avec la campagne qui se rafraichit plus rapidement.

* Dans le second cas, c'est la différence entre un revêtement de toit ou de sol de faible inertie thermique absorbant bien le rayonnement solaire (faible albédo) et des zones protégées du soleil (forêt, parcs urbains) ou couverte des revêtements à forte inertie et fort albédo (par exemple dalle de pierre massive de couleur claire) qui engendre un écart des températures de surfaces qui croît avec l'augmentation du rayonnement solaire au cours de la matinée.

<table><thead><tr><th>Représentations ICU</th><th>îlot de chaleur urbain (SINGULIER)</th><th>îlots de chaleur urbains (PLURIEL)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Type de représentation graphique</td><td>transept urbain ou carte avec courbe isotherme</td><td>carte thermographique satellite</td></tr><tr><td>Température révélée</td><td>Air la nuit</td><td>Surface le jour</td></tr><tr><td>Informations véhiculées</td><td>Différentiel de T° d'air selon la circulation de l'air et le rayonnement thermique nocturne des surfaces (inertie thermique) préalablement balayées par l'air</td><td>Différentiel des T° de surface selon le type de surface exposée au soleil (nature, albedo, épaisseur du revêtement ...)</td></tr><tr><td>Échelle spatiale du problème</td><td>aire urbaine "milieu urbain / milieu rural"</td><td>intra-urbaine "environnement immédiat"</td></tr><tr><td>Spatialités valorisées</td><td>milieu rural autour de la ville</td><td>parcs et jardins publics, zones d'habitat peu dense avec arbres</td></tr><tr><td>Spatialités dévalorisées</td><td>centre ville</td><td>zones commerciales et industrielles</td></tr><tr><td>Origine scientifique</td><td>19ème siècle puis années 60 / climatologues urbains</td><td>à partir des années 80 / géographes + télédétection</td></tr></tbody></table>
Tableau 0-2 Deux représentations et conceptions de l'ICU

L'expression îlot de chaleur urbain a introduit en 2004 la question de la chaleur urbaine dans le domaine de l'aménagement au Québec. Sa définition varie selon les autorités publiques et les périodes. Nous distinguons trois périodes-spatialités :

* La ville de Montréal de 2004 à 2006 et les administrations de la Province du Québec depuis 2006 définissent l'ICU d'une façon souple permettant de concilier les dimensions infra-urbaine (issus des premières cartes thermographiques) et urbaine, conforme à la définition de l'ICU par les climatologues.

* Les autorités montréalaises à partir de 2006 puis les villes moyennes du sud-ouest de la province à partir de 2009 définissent l'ICU par l'écart entre une zone et son environnement immédiat, cette définition est implicitement restreinte à la température de surface.

* Depuis 2012, les autorités locales semblent utiliser à nouveau une définition souple de l'ICU correspondant à celle des administrations de la Province mais cette tendance observée dans deux documents de planification reste à confirmer.

L'appropriation de la problématique ICU par les autorités urbaines (ville et arrondissements de Montréal, villes moyennes du sud-ouest du Québec) a été concomitante à la mise à la disposition des cartes thermographiques au milieu des années 2000 à Montréal puis en 2009 sur l'ensemble de la province de Québec.

Nous présumons que la carte thermographique a été déterminante dans l'adoption rapide (eu égard à la lenteur de la construction de l'expertise en aménagement) de la problématique "chaleur estivale" par les urbanistes et aménageurs des villes de la province. Il y a lieu de s'interroger sur les raisons du succès de cette représentation.

## 3.3 Les raisons du succès de la carte thermographique

Everett Rogers explique le succès d'une innovation par les moyens de communication mis en oeuvre et par les caractéristiques intrinsèques de l'innovation : avantage relatif, essayabilité, simplicité, observabilité et compatibilité avec les milieux adoptants. La rapidité d'adoption de la carte thermographique dans le domaine d'action de l'aménagement est exceptionnelle eu égard à la durée habituelle de renouvellement de l'expertise.

### 3.3.1 les qualités de la carte thermographique expliquant son succès

* Avantages relatifs et Essayabilité

Comparativement aux mesures de température ambiante et au tracé d'isotherme (cf. figure Voogt 2004), la production de carte thermographique est peu coûteuse depuis que la NASA met les données à disposition gratuitement. Intégralement informatisé, le traitement est relativement rapide. Ce faible coût de production rend cette technique facile à essayer tant pour le laboratoire de recherche que de l'autorité locale ou gouvernementale commanditaire.

La question du coût de production des cartes est effectivement sensible. L'UQAM a proposé à la ville de Montréal de mener une campagne de thermographie aéroportée (avec un avion) au-dessus de Montréal dans l'optique d'obtenir une résolution beaucoup plus fine que celle donnée par la NASA et donc de mieux estimer l'impact des matériaux de revêtements. Cependant, le coût de location de l'avion et du scanner optique a été dissuasif.

> En théorie d'ici dans 5 ans, on n'a pas les moyens de faire une couverture aéroportée. Un corridor de Verdun jusqu'à la 25, qui va du Mont-Royal jusqu'au fleuve, ça va être à peu près 80 000 $. (Alors) une couverture aéroportée de la CMM, je ne sais pas combien ça va nous coûter mais...

Les experts les mieux informés s'accordent pour reconnaître que les températures ambiantes correspondent davantage au ressenti de la chaleur par les personnes que la température de
surface du sol ou des toits, mais il semble que la mesure et la représentation des températures ambiantes pose des problèmes plus délicats et plus longs à résoudre.

Nous, ce qui nous intéresse, c'est définitivement la température ressentie, et donc la température de l'air. Mais c'est excessivement complexe à connaître, à cause des vents, à cause de l'humidité, à cause de tous ces phénomènes de déplacement des masses d'air. Donc, dans un premier temps, on n'a pas eu le choix de commencer avec un outil qui se basait sur les températures de surface. QM-04

Je pense qu'il y a une compréhension aussi de la complexité qu'il y a à aller chercher ces données de températures de l'air. Donc, tout le monde comprend bien que c'est quand même un début. QM05

(La carte thermographique est) une première étape, vraiment. Dans un deuxième temps, on essaie d'aller plus loin en faisant l'évaluation. Définitivement oui, il y a eu débat sur le type de températures. Il n'y a pas eu de dissensus ; je pense que tout le monde était réaliste. Pour ces mesures de l'air ambiant, on travaille avec Environnement Canada. Il y a une superbe équipe. Et qui serait intéressée aussi à développer, aller plus loin. Mais, même eux nous disent : « Il va falloir réfléchir à tout ça. Il va falloir développer une méthodologie solide».

Les images scanner prises par satellite étant gratuites, la production de carte thermographique des températures de surface est beaucoup moins onéreuse que celle de cartes de température ambiante qui supposeraient une modélisation complexe des échanges aérothermiques dans les singularités urbaines (rues, places, immeubles ...). Évidemment, elle est aussi moins onéreuse qu'une campagne de mesures thermographiques par avion. Certes, la précision est moindre mais, comme nous le verrons plus loin, ce n'est peut-être pas un inconvénient pour les utilisateurs de la carte. Ce faible coût constitue non seulement un avantage relatif, il permet aussi d'essayer à moindre frais.

La carte thermographique contribue aussi à rendre plus efficace des actions municipales. C'est le cas pour l'organisation du porte-à-porte auprès des personnes fragiles en période de canicule. Cette activité n'a pas encore été mise en oeuvre mais elle fait l'objet de simulation dans le cadre de plan d'urgence géré par le service de protection civil de la ville de Montréal. La carte thermographique permet de repérer sur le périmètre de l'île de Montréal les populations les plus vulnérables et les plus exposées à une canicule afin d'optimiser la tournée de vérification de l'état des personnes puisque "que lors des périodes de canicules, tu peux pas te donner plusieurs jours pour être capable d'identifier les personnes les plus vulnérables : personnes âgées, enfants en bas âge." QM04. Concrètement, un géographe du Centre de sécurité civile de la ville de Montréal a juxtaposé sur le plan de l'île de Montréal un indicateur de fragilité sociale (revenu, niveau de diplôme ...) et les températures de surface pour identifier les bâtiments résidentiels les plus exposés et habités par les populations les plus vulnérables.

## Simplicité et observabilité

La mission c'était vraiment de faire un outil assez simple à utiliser pour tous les acteurs. QM05

Dans les arènes de concertation où cette carte a été utilisée, le message qu'elle véhicule est simple à comprendre :

> On a fait une étude thermique diachronique de Montréal au complet, puis on a focalisé sur le Mont-Royal à un moment donné. Cela nous permettait effectivement de voir que le Mont-Royal était bien dégradé. Si on observe l'Université de Montréal, on voit que le campus Jean-Coutu il a une empreinte thermique assez forte, notamment les terrains de stationnement illégaux de l'Hôpital Notre-Dame. Il y a quelques années les journaux en avaient parlé ; et bien, on les voit dégradés au milieu. QM04

> On a été sollicité justement par la ville de Westmount qui voulait transposer son gazon naturel en gazon synthétique. On connait les bienfaits pour les joueurs de soccer, les parents, les enfants et tout. Mais thermiquement parlant, il y a des citoyens qui se sont opposés. On est allé participer à des sortes de conseils de ville
municipal. On a fait un petit vidéo. Au bout de la ligne, cela a donné fruit : le projet ne s'est pas fait. QM04

La possibilité de reconnaitre des sites et de comparer leurs températures (de surface) par un jeu de couleur rend très accessible le message selon lequel la nature du revêtement a des effets substantiels sur la température. En outre, la reconnaissance du fond de carte facilite l'implication active de l'observateur qu'il soit habitant, urbaniste ou élu :

> Les gens étaient plus intéressés de savoir où sont les îlots de chaleur. "Est-ce que mon secteur, est-ce que ma maison est située dans une zone thermiquement dégradée? Est-ce qu'il y a une zone thermiquement dégradée à proximité? Est-ce qu'il y a des projets qui bientôt vont arriver et qui vont dégrader mon milieu thermique." QM04

> C'était aussi extrêmement efficace pour sensibiliser tout type d'acteurs à la problématique, les décideurs, les gens qui travaillent aussi pour les municipalités. Qu'en est-il de votre milieu? C'était un début pour dire : « Il y a un problème d'îlot de chaleur et voici où il est situé dans votre milieu. QM-04

Reste à savoir si le message véhiculé est confirmé par l'observation, autrement dit s'il est conforme à l'expérience vécue. Ce témoignage en apporte une preuve :

> De toute façon, quand on circule dans un stationnement de centre d'achats ou dans un parc, on est capable quand même... Et nos données de températures de surface nous expriment vraiment une grande différence de température. Et on sait qu'on peut quand même s'y fier. On sait à quel point la température ressentie est influencée par la surface. On ne l'a peut-être pas encore solidement mesurée mais on sait que on peut quand même se fier... QM05

En effet, les expériences vécues de comparaison d'un milieu de plein air à un autre s'opèrent à pied ou en vélo et donc essentiellement sur des courtes distances à quelques minutes d'intervalle. Sur de telles distance et durée, la température ambiante est quasiment identique (cf. supra). La différence ressentie tient donc essentiellement à la variation des températures de surfaces. Dans la comparaison choisie, le bitume noir de l'aire de stationnement est porté à une température élevée qui réchauffe substantiellement le piéton par rayonnement contrairement à l'herbe ou à la terre ombragée du parc qui rayonne très peu.

Certes, il existe des expériences vécues qui infirment le message de la carte (un trottoir en béton clair moins rayonnant qu'une pelouse desséchée en début de journée, une toiture métallique plus fraiche la nuit que le sol d'une forêt ...) mais ces expériences ne se déroulent pas au moment de la journée où il fait le plus chaud ; elle ne sont pas considérées comme représentatives de l'ICU. La possibilité d'observer constitue un facteur très favorable à la crédibilité de la carte thermographique et, par conséquent, à sa diffusion.

> Et j'ai encore fait la démonstration récemment où on explique à des élus le phénomène des îlots de chaleur et quand on leur montre la carte à infrarouge d'Ouranos et qu'on leur explique qu'il y a des différences de l'ordre de 5 à 10 degrés centigrades dans une même journée à quelques 30 km de distance, les gens restent incrédules. Et il faut la carte pour le démontrer. Et là, ils osent croire parce que la preuve scientifique est démontrée. QM06

## ☐ Compatibilité

Le domaine de l'aménagement et de l'urbanisme rassemble des professionnels dont l'expertise est constitué par la formation initiale, l'expérience accumulée et les outils et procédures qu'ils manipulent dans leurs activités au sein de leurs organisations respectives. La carte thermographique est-elle compatible avec les représentations, les finalités et les postures de l'aménagement ?
* avec les représentations sensorielles de la chaleur estivale

Compatible avec l'expérience vécue, la carte thermographique conforte une intuition : celle que la température est moins forte dans les zones végétalisées que dans les zones minéralisées.

> D'instinct on savait qu'il faisait plus chaud en ville parce que c'est construit et que c'est plus frais à la campagne parce qu'il y a des arbres, il y a de l'air. QM06

> Puis là on s'est aperçu très clairement que les zones d'îlots de chaleur, il y en avait à Montréal. (...) Là, on s'est aperçu qu'il y en avait des gros îlots de chaleur et que les gros îlots de chaleur étaient finalement dans des endroits... ce n'était pas une grosse surprise... mais disons qu'on les a quand même très clairement identifié : zones industrielles, les grands centres commerciaux, évidemment les grandes autoroutes, tout ce qui est très asphalté, tout le secteur du centre-ville et puis, les secteurs moins bien nantis, bords d'autoroutes, etc., des secteurs qui ont moins de parcs, moins d'espaces verts, moins d'aménagement. QM02

La carte thermographique fait apparaître des gradients de température de surface : ils donnent ainsi forme et sens à la notion d'îlots (au pluriel) de chaleur urbain : le coeur de l'îlot est la zone la plus chaude et la couronne à une température intermédiaire entre ce coeur et l'environnement de l'îlot. Les aménageurs interprètent les gradients de température comme une propagation de la chaleur des surfaces les plus chaudes à leurs voisines.

> Donc, on s'apercevait que l'enjeu majeur, et donc l'effet d'irradiation des îlots de chaleur, avaient un effet plus grand à partir de ces pôles mêmes des îlots de chaleur vers les quartiers avoisinants. QM06

* avec une finalité ancienne de l'aménagement : le verdissement

En soulignant les effets bénéfiques de la végétation (la température des feuilles des arbres ou d'un gazon couvrant intégralement le sol étant généralement très proche de celle de l'air ambiant et sensiblement plus faible que les sols ou toitures exposés au soleil), la carte thermographique conforte l'objectif de végétalisation couramment appelée "verdissement". Le verdissement répond aussi à d'autres fonctions essentielles de la ville : la rétention des eaux pluviales afin de désengorger les réseaux d'assainissement, l'absorption du dioxyde de carbone (et donc la réduction des émissions de gaz à effet de serre), la capture des poussières et le maintien de la biodiversité. Il répond aussi au désir de nature ressentis par les habitants des villes. Ces multiples fonctions assignées à la végétation créent un consensus pour le verdissement : intermédiaires entre les ingénieurs des services urbains (botanistes, paysagistes, gestionnaire des réseaux d'eaux, gestionnaire des transports ...) et les élus ainsi que les habitants (notamment dans les scènes de concertation), les professionnels de l'aménagement partagent une image positive du verdissement.

> Il y a toujours eu un questionnement de verdissement à Montréal. À une époque, ils ont été très préoccupés des arbres. Moi, je me rappelle dans les années 90, c'est comment les arbres peuvent survivre au centre-ville. Tu sais, toutes ces questions-là de... Il y a toujours eu une préoccupation de l'équipe des parcs et du verdissement. QM03

> Dans le temps (...) il y avait une division des parcs importante. (...) Ils avaient essayé de faire un indice de chaleur. Dans les années 90, il y avait une carte avec les indices. Eux avaient déjà été dans les années 90 sensibles à les différences de températures sur l'île de Montréal : où quand c'était plus vert, c'était plus frais. (...) Donc, une sensibilité. Mais je pense que ce travail de cartographie a été le déclencheur. QM03

Là, on s'est aperçu qu'il y en avait des gros îlots de chaleur et que les gros îlots de chaleur étaient finalement dans des endroits... ce n'était pas une grosse surprise... mais disons qu'on les a quand même très clairement identifié : zones industrielles, les grands centres commerciaux, évidemment les grandes autoroutes, tout ce qui est très asphalté, tout le secteur du centre-ville et puis, les secteurs moins bien nantis, bords
d'autoroutes, etc., des secteurs qui ont moins de parcs, moins d'espaces verts, moins d'aménagement. QM02

Et, par sa simplicité de compréhension (cf. supra), elle apporte directement des arguments aux habitants qui demandent le verdissement de la ville.

On a été sollicité justement par la ville de Westmount qui voulait transposer son gazon naturel en gazon synthétique. On connait les bienfaits pour les joueurs de soccer, les parents, les enfants et tout. Mais thermiquement parlant, il y a des citoyens qui se sont opposés puis on est allé participer à des sortes de conseils de ville municipaux. On a fait un petit vidéo puis tout ça. Donc, ça a permis au bout de la ligne, bien ça a donné fruit, ça ne s'est pas fait. QM04

Et non seulement ils vont être identifiés mais ils vont être hiérarchisés selon leur vulnérabilité, leur effet rafraîchissant, leur composition, etc. Donc, ça, ça va être un autre outil pour les municipalités pour savoir... (...) Donc, ça va être intéressant aussi pour les citoyens qui veulent défendre des petits coins verts qui restent dans leur milieu et qui sont peut-être appelés à disparaître pour des nouveaux projets immobiliers. QM05

La conviction que le verdissement constitue un bienfait est tellement forte, qu'elle a conduit à omettre des informations qui brouilleraient le message. Ainsi les terres agricoles desséchées (et qui de ce fait absorbent le rayonnement solaire comme les sols urbanisés de même albedo) ont été retirées des cartes thermographiques mise en ligne par l'INSPQ.

Après l'analyse, il y a des zones agricoles, qui étaient très sèches et qui ont ressorties comme îlots. Alors, ces zones ont dû être effacées. QM05

* avec la posture essentielle des aménageurs/urbanistes : discriminer l'espace urbain pour mieux spatialiser les mesures

La carte thermographique discrimine l'espace urbain. Et discriminer l'espace constitue l'essence et la spécificité des professionnels de l'aménagement. En l'occurrence, elle permet de localiser le problème de la chaleur urbaine et d'établir des priorités d'actions à la fois en termes de localisation et de nature.

Parce que si on regarde l'arrondissement de Saint-Laurent, ils ont vraiment été tournés eux-autres vers la solution. Ils avaient un problème de très grands espaces de stationnement, de grands îlots de chaleur. Sur la carte, ce sont les secteurs industriels qui étaient les plus chauds... Et puis eux, par rapport à ça ils ont dit : avec notre règlement de zonage, on est capable d'exiger, de modifier le règlement de stationnement et d'exiger une autre manière de verdir les stationnements. QM03

La carte thermographique peut contribuer à mettre à l'agenda de nouvelles cibles pour le verdissement : en l'occurrence les toits et les chaussées, des objets techniques dont il convient de faire évoluer la réglementation.

Donc, par rapport à la lutte aux îlots de chaleur urbains, je dirais que la plus grande bataille que l'on doit faire actuellement, c'est de tenter... et là, on va tenter de le faire de notre côté via la révision du schéma d'aménagement et du plan d'urbanisme... de voir comment on peut dans la réglementation imposer des règles d'aménagement, de construction de nouveaux bâtiments industriels et commerciaux qui imposent justement des normes quant aux toits réfléchissants, quand aux toits verts, quant aux normes d'implantation des stationnements. Donc, là c'est notre intention de le faire. Il y a l'autre bataille que l'on mène à l'interne encore aussi. C'est une révision des modes d'aménagement de la chaussée. QM06

Comme le révèle le témoignage ci-dessus, la carte permet aux aménageurs municipaux d'intervenir dans d'autres domaines de l'action municipale que le leur. La discrimination de l'espace urbain conforte la posture transversale de la planification stratégique et sa position d'aide à la décision auprès des élus.
Dans ce sens-là, il n'y a pas une équipe qui s'attaque aux îlots de chaleur urbain. Mais, il y a différentes mesures qui sont prises en compte qui sont mises de l'avant qui auront un effet pour lutter contre les îlots de chaleur urbains. (...) c'est une réponse qui est pour l'instant séparée parce qu'il y a un champs d'application municipale qui est plus clair en matière d'infrastructure ou de plantation d'arbres ou de réglementation, mais dont les effets combinés nous permettraient, on croit, de réduire les îlots de chaleur urbains. QM06

Il faut des volontés politiques. Et dans ce sens-là, dans le cadre donc des changements d'aménagement, on le voit encore une fois que c'est à l'échelle locale que les premières opérations ont pu se faire. Donc, le maire de Saint-Laurent qui impose... qui indique une volonté de changement et donc l'arrondissement qui impose de nouvelles règles quant au stationnement à ciel ouvert, les stationnements de surface pour avoir des superficies perméables. Ou le maire de Rosemont, qui impose, par une vision qu'il a, d'implanter des toits blancs et d'accroître la superficie de terrains, de sols perméables dans les nouvelles constructions. Dans tous les cas, il faut donc que ces gens-là soient alimentés par la machine administrative si j'ose dire. Des documents en font état mais il faut que les élus eux-mêmes soient sensibilisés pour vraiment arriver à faire ces changements. QM06

### 3.3.2 Processus d'adoption et agent du changement

#### ○ Les processus d'adoption et de diffusion

Le processus d'adoption d'une innovation définit par Rogers s'est vérifié à maintes reprises au sein des organisations locales en charge de la planification.

La première carte thermographique a été produite par l'Université du Québec à Montréal (UQAM) dans le cadre d'un projet financé par le programme interdisciplinaire de recherche Ouranos. Des urbanistes de la ville de Montréal en ont pris connaissance, se sont convaincus de son intérêt et l'ont intégré dans le Plan d'urbanisme un document de planification stratégique élaboré tous les 8 à 12 ans (Ville de Montréal 2004).

Par la suite, d'autres institutions territoriales (Communauté Métropolitaine de Montréal, Centre Régional de l'Environnement de Laval, Commune de Granby, la société d'habitat SCHL ...) ont pris connaissance de ce type de carte via le Plan d'urbanisme de la ville de Montréal ou des publications/communication de l'UQAM à qui ils ont commandé des cartes.

Parallèlement, l'Institut National de la Santé Publique du Québec (INSPQ) s'est rapproché d'Ouranos et a commandé une carte thermographique couvrant le sud de la province afin de la rendre accessible en ligne à plusieurs publics cibles : citoyens, élus et services municipaux. Cela a permis à des petites et moyennes villes d'accéder à la carte thermographique de leur territoire et de l'utiliser pour élaborer leur planification stratégique ou justifier des actions de leur programme de développement durable (équivalent du Plan Climat en France).

Pris isolément, ces multiples processus d'adoption de la carte thermographique suivent les phases identifiées par Rogers : connaissance, conviction, décision et confirmation. Considérés globalement, ils constituent le processus de diffusion de la carte thermographique dans les villes du Québec. Cette diffusion de villes à villes a nécessité une adaptation de la définition d'îlot de chaleur urbain (cf. section 3.5) et la promotion de la carte thermographique par une organisation que Rogers appelle "change agent".

#### ○ L'INSPQ, agent du changement

L'INSPQ est une émanation du ministère québécois de la Santé, sa mission consiste à prévenir les risques sanitaires. Alerté par les canicules de Chicago en 1995 et de la France en 2003 et informé par des échanges avec Santé Canada, INSPQ a enquêté sur les initiatives municipales en matière de traitement des vagues de chaleur et de mitigation de la chaleur estivale : Vagues de chaleur, îlot thermique urbain et santé examen des initiatives actuelles d'adaptation aux changements climatiques au Québec (Giguère et Gosselin 2006). Elle a ensuite mise en ligne une carte thermographique interactive de l'ICU pour le sud-est québécois et la vallée du Saint-Laurent, c'est
à dire là où se concentrent les villes du Québec et où le risque de vague de chaleur est le plus élevé puis elle a lancé un programme pilote d'expériences d'adaptation socio-urbaine à la chaleur estivale.

> La carte provinciale a été produite principalement pour les appels de proposition. (L'INSPQ) voulait déjà savoir où étaient les zones problématiques dans les milieux densément peuplées, dans le Québec méridional, le Sud de la province. Elle a été produite par (...) une chercheure affiliée à l'INSPQ. Donc, c'était important d'avoir un support visuel pour dire : « Vous devez faire un projet ou vos projets doivent être localisés dans ces zones-là. Voici les zones où il faut intervenir de façon prioritaire.»

L'appel à projet a été couronné de succès ; avec l'aide d'associations environnementalistes ou d'architectes-urbanistes, de nombreuses institutions publiques ont répondu. La diffusion de l'appel à projet a permis de sensibiliser les municipalités au problème de l'ICU. L'INSPQ a publié un fascicule intitulé *Mesures de lutte aux îlots de chaleur urbains revue de littérature* (Giguère 2009). Les préconisations de ces documents ont été reprises dans plusieurs guides relatifs au développement durable publiés par la ministère en charge de l'aménagement du territoire (le MAMROT) à destination des municipalités de la province la gestion des eaux pluviales (Boucher 2010) et sur l'urbanisme durable (P. Blais, I. Boucher, et A. Caron 2012). Désormais, la lutte contre les ICU par les municipalités apparaît comme faisable puisque des solutions existent. Elle peut être mise à l'agenda.

Peu après sa mise en ligne, la carte thermographique interactive a été utilisée par plusieurs villes moyennes du Québec pour leur planification stratégique (cf. tableau 2) alors qu'elle n'avait pas connaissance du phénomène d'ICU quelques mois auparavant.

> On est en 2012. Si je me reporte à 2009, la connaissance était presque nulle en fait. (...) Donc, je crois que les connaissances sont vraiment meilleures, même après 3 ans. Oui. Il y a encore par contre, j'ai l'impression, des équipes, des directions de l'urbanisme qui lisent peut-être moins les nouvelles, qui sont peut-être moins curieuses. Ce n'est pas généralisé cette connaissance. À Montréal, définitivement. Je pense que l'information a bien circulé et si vous demandez à des gens dans les municipalités, je ne pense pas qu'ils aient de problème à le faire. Oui, je crois qu'ils se le sont bien appropriés.

## ○ Le changement climatique : un savoir académique et sensible moteur de la diffusion

Nous avons vu en quoi la carte thermographique remplissait les caractéristiques favorisant son adoption par les municipalités et les aménageurs. Une raison conjoncturelle explique le succès de la carte : la conviction que le changement climatique va se traduire par une augmentation des températures estivales et du risque de canicule. Et sur ce point, l'observation sensible du présent vient conforter les avoirs académiques sur le réchauffement climatique.

> On avait toujours une période de canicule. Enfant, je me rappelle donc d'une semaine, à l'époque où on était en Fahrenheit, des 98 et des 100 degrés Fahrenheit, ce qui équivalent à des 33-35 degrés centigrades. Ça arrivait. Il y en avait une semaine par année. Mais là, ce qu'on connu par ailleurs, c'est justement les changements climatiques ont amené donc des périodes de canicules non seulement plus fréquents mais à des périodes où on était pas habitués. Alors les périodes de canicule, c'était en mi-juillet, en plein cœur de l'été. Là, il y a eu des périodes de canicules qui sont apparues en juin, début juin. QM06

Où comment l'observation du présent conforte un savoir académique et en fait un moteur de la diffusion d'une innovation.

## Conclusion

Issue des satellites Landsat dont les données ont été rendues publiques dans les années 90, la carte thermographique révèle une multiplicité d'ilots de chaleur urbains au sein des métropoles. Utilisée au milieu des années 2000 à Montréal, puis mise en ligne en 2009 pour le sud de la
province de Québec, elle a fortement contribuée à l'appréhension du problème de surchauffe estivale dans le domaine de l'aménagement.

Le succès de la carte thermographique s'explique par des caractéristiques favorables à son adoption (selon Rogers) :

* ses avantages (relativement à l'autre technique d'observation et de représentation) et son essayabilité : les images satellites permettent de représenter des températures (certes de surface et non ambiante) à un coût négligeable par rapport à des campagnes de mesures de température ambiantes suivies de traitements informatiques complexes pour reconstituer des températures ambiantes dans l'espace; ce faisant, elles peuvent être testées sans risque financier pour produire des cartes répondant à différents usages,

* sa simplicité et son observabilité : le passage sans médiation de la mesure à la représentation rend la carte thermographique très facile à comprendre et apporte une objectivité indiscutable aux faits révélés ; la représentation sur un fond de carte permet à tout un chacun d'observer la pertinence de la carte par rapport à des expériences vécues, par exemple sur des parcs de stationnement et dans des jardins publics,

* sa compatibilité : d'une part, la carte thermographique conforte une vision commune selon lesquelles la végétation est bénéfique aux citadins et, inversement, les zones commerciales automobiles nuisibles ; d'autre part, en discriminant l'espace urbain, elle sert la fonction essentielle et spécifique des urbanistes qui consiste à spatialiser l'action publique.

Cependant, la carte thermographique ne correspondait pas à la définition historique de l'ICU basée sur l'écart de température ambiante nocturne entre la ville et sa périphérie. La définition de l'ICU a donc été adaptée (cf. section 3.5) en introduisant la notion "d'environnement immédiat" et en omettant de préciser le moment de la journée et le type de température (ambiante ou de surface). Ainsi, les définitions données dans les documents des institutions provinciales et locales sont rendues compatibles avec la représentation de l'ICU véhiculée par la carte thermographique qui correspond à la colonne de droite dans le tableau ci-dessous.

<table><thead><tr><th>Représentations ICU</th><th>îlot de chaleur urbain (SINGULIER)</th><th>îlots de chaleur urbains (PLURIEL)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Type de représentation graphique</td><td>transept urbain ou carte avec courbe isotherme</td><td>carte thermographique satellite</td></tr><tr><td>Température révélée</td><td>Air la nuit</td><td>Surface le jour</td></tr><tr><td>Informations véhiculées</td><td>Différentiel de T° d'air selon la circulation de l'air et le rayonnement thermique nocturne des surfaces (inertie thermique) préalablement balayées par l'air</td><td>Différentiel des T° de surface selon le type de surface exposée au soleil (nature, albedo, épaisseur du revêtement ...)</td></tr><tr><td>Échelle spatiale du problème</td><td>aire urbaine "milieu urbain / milieu rural"</td><td>intra-urbaine "environnement immédiat"</td></tr><tr><td>Spatialités valorisées</td><td>milieu rural autour de la ville</td><td>parcs et jardins publics, zones d'habitat peu dense avec arbres</td></tr><tr><td>Spatialités dévalorisées</td><td>centre ville</td><td>zones commerciales et industrielles</td></tr><tr><td>Origine scientifique</td><td>19ème siècle puis années 60 / climatologues urbains</td><td>à partir des années 80 / géographes + télédétection</td></tr><tr><td>Principale méthode de mesure</td><td>capteurs de température d'air reliés à une centrale de relevé</td><td>scanner infra-rouge depuis un satellite Landsat</td></tr></tbody></table>
Tableau 0-3 Deux représentations différentes du concept l'îlot de chaleur urbain

Dans une première période (ville de Montréal de 2004 à 2006 et administrations provinciales à partir de 2006), la définition donnée de l'ICU concilie les dimensions urbaine (écart ville/périphérie) et intra-urbaine (multiples ICU dans la ville). Dans une seconde période (les différentes autorités montréalaises à partir de 2006 puis les villes moyennes du sud-ouest de la province à partir de 2009), il ne reste que la référence à l'environnement immédiat. Depuis 2012, les autorités locales et les institutions provinciales utilisent à nouveau une définition large de l'ICU, mais cette tendance observée dans deux documents de planification reste à confirmer.

La carte thermographique était compatible avec les besoins et les représentations des professionnels de l'aménagement ; avec l'adaptation de la définition de l'ICU, les connaissances qu'elle véhicule bénéficient de la crédibilité scientifique attachée au concept d'îlot de chaleur urbain. Pris isolément dans chaque ville, le processus d'adoption suit les phases identifiées par Rogers : connaissance, conviction, décision et confirmation. Considérés globalement, ces multiples processus d'adoption confortent la crédibilité de la carte thermographique et accélèrent la diffusion de la carte thermographique et son utilisation dans les villes du Québec.

Après une première utilisation par la ville de Montréal, une institution supra-locale (INSPQ) a grandement contribué à diffuser l'utilisation de la carte par les aménageurs des municipalités. Elle a d'abord présenté des mesures de lutte aux ICU ce qui la fait apparaître comme faisable : la lutte aux ICU est à la portée des autorités municipales. Après que quelques institutions locales aient crédibilisé la carte thermographique et son usage pour la planification stratégique, l'INSPQ a mis en ligne une carte interactive permettant aux municipalités et habitants de visualiser les ICU de leur territoire. Le programme pilote d'appel à projets de traitement des ICU et sa médiatisation ont contribué à mettre cette préoccupation à l'agenda de la planification stratégique.

<figure><img src="image_58.png" /></figure>

<figure><img src="image_59.png" /><figcaption>Figure 49 Carte thermographique des aires urbaines de Grenoble (France) et Rotterdam (Pays-Bas)</figcaption></figure>

D'autres métropoles, notamment en Europe (cf. les cartes de Grenoble et Rotterdam ci-dessous) utilisent des cartes thermographiques dans la planification stratégique. A Rotterdam, elle apparaît dans un document sur la stratégie d'adaptation de la ville de Rotterdam en 2013 qui préconisent la végétalisation des toits des bâtiments logistiques portuaires. A Grenoble, la carte est apparue en 2012 dans le rapport de présentation du SCOT mais n'a pas (encore ?) été reprise dans des documents de planification spatiale plus détaillés.

La diffusion aux villes moyennes qui caractérise le cas québécois est particulièrement intéressante, nous avons pu l'observer sur une période de 10 ans du fait de la précocité de son utilisation à Montréal (dès 2004). L'avenir dira si l'amélioration de la résolution (en particulier par des images thermographiques effectuées à partir d'un avion) sonne le glas de la conception intra-urbaine de l'ilot de chaleur urbain et ce que deviendront alors les mesures de lutte à l'îlot de chaleur urbain.
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———. 2004. « Urban Heat Islands: Hotter Cities ». *Actionbioscience*, novembre.
http://www.actionbioscience.org/environment/voogt.html.

———. 2009. « How Researchers Measure Urban Heat Islands ». PDF.
http://www.epa.gov/hiri/resources/pdf/EPA_How_to_measure_a_UHI.pdf.
# 4 La planification énergétique territoriale en Suisse

## Introduction

La planification énergétique territoriale (PET) consiste à planifier dans l'espace les flux d'énergie sur un territoire en articulation, voire au sein, des plans d'aménagement du territoire (plan et règles d'urbanisme en France). En Suisse, elle est assurée par des institutions territoriales : les Cantons à leur propre échelle et les Communes selon le cadre législatif et réglementaire cantonal. Elle se concrétise par des cartes présentant les besoins actuels et/ou futurs de consommation, le potentiel de production du territoire ainsi que des zones du territoire de même profil énergétique et mesures préconisées.

Contrairement à la France, le parlement national (le Conseil National et le Conseil des Etats) ne peut légiférer en matière d'organisation des pouvoirs municipaux et d'aménagement du territoire à l'échelle communale ni en matière de construction et de réhabilitation de bâtiment. Cependant, il définit la politique énergétique suisse et confie sa mise en oeuvre au Conseil Fédéral (le gouvernement de la confédération).

Quelques mois après Fukushima, la Suisse (le parlement national sur proposition du Conseil Fédéral) a décidé de sortir du nucléaire et d'utiliser massivement les énergies locales. Elle compte sur la planification énergétique territoriale pour mobiliser les ressources énergétiques locales. Pour l'observateur des politiques énergétique et de construction menées en France, il y a là une énigme. Comment le Conseil Fédéral peut-il généraliser les pratiques de PET alors que ni l'aménagement ni les bâtiments ne relèvent de sa compétence administrative et législative ?

En 2011, le gouvernement fédéral et les cantons ont choisi de s'appuyer sur le label "Cité de l'Énergie" pour étendre au plus grand nombre de communes les pratiques de planification énergétique. Ce chapitre est consacré à la genèse de cette décision et à sa mise en oeuvre.

Analyser un objet en construction dans un système institutionnel lui-même en évolution rapide (du fait de l'accélération de la réorientation énergétique) est toujours un exercice délicat. Il diffère selon le recul historique de l'observateur. Dans le cas particulier étudié, la difficulté est renforcée. D'une part, nous avons découvert, de façon empirique, des fondements système du institutionnel suisse à partir de l'objet sans avoir ni le temps ni la compétence pour mobiliser le champ de l'analyse comparée des politiques et des institutions. D'autre part, l'objet étudié entrecroise des champs de connaissances très différents tels que l'ingénierie énergétique, le droit, l'économie et la politique. Plutôt que de nous cantonner au champ de l'aménagement, nous avons pris le risque de décrire des mécanismes relevant des différents champs pour révéler l'entrecroisement des mondes sociaux. Il faut donc considérer les résultats présentés ici comme des résultats issus d'une recherche qui est essentiellement exploratoire.

La première partie présente la méthode de planification énergétique communale (PEC) diffusée par Cité de l'Énergie et ses origines conceptuelles. Son pilotage institutionnel est traité dans la deuxième partie en le resituant dans l'organisation et la dynamique des politiques énergétiques en suisse. La troisième se focalise sur trois points clés : le cadre légal cantonal, l'imaginaire société à 2000 watts et l'articulation de la PEC avec l'aménagement.

## Préambule sur la méthodologie

L'enquête a été menée au cours du premier semestre 2012 après immersion dans le contexte suisse au sein de l'Institut de Géographie de l'Université de Lausanne. Les échanges avec mes collègues de l'institut ont permis d'identifier les structures en charge de la diffusion d'innovations en matière de planification énergétique communale : l'Office Fédéral de l'Aménagement, l'association Cité de l'Energie (version francophone de Energiestadt), le Centre de Recherches Energétiques et Municipales, les bureaux d'études BG Conseil et Amstein&Walthert. Au niveau cantonal, deux services jouent un rôle essentiel dans l'élaboration des lois et règles ainsi que dans l'accompagnement des communes dans leur démarche de PEC : le service de l'énergie et celui de l'aménagement du territoire. Pour chacune des ces organisations, nous avons interrogé la personne impliquée dans la diffusion et/ou ayant, au dire de nos informateurs, une distance