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Un îlot de chaleur urbain est une zone urbaine dans laquelle la température de l'air est plus élevée que dans les zones périphériques ou rurales avoisinantes. La différence de température peut varier selon le moment de la journée, les conditions météorologiques, et la saison. Elle est normalement plus marquée pendant la nuit et peut devenir particulièrement importante pendant les périodes de canicule, lorsque le rayonnement solaire est intense, l'humidité de l'air est basse, et il n'y a pas de vent. En Suisse, la différence de température entre les centres-villes et les zones périphériques peut atteindre 6°C, mais dans plusieurs métropoles telles que Paris, New York, ou Londres, elle peut parfois dépasser les 10°C.
Découvrez grâce à la vidéo ci-dessous les causes des différences de température entre la ville et les zones périurbaines.
Plusieurs auteurs, y compris des scientifiques, citent la différence d'albédo entre la ville et la campagne comme l'une des causes de l'effet îlot de chaleur urbain. Nous pensons que cela est probablement le cas dans certaines villes ou dans certains quartiers, mais que ce n'est pas possible de généraliser ainsi. En effet, c'est certainement vrai que des matériaux tels que le bitume ou l'asphalte ont un albédo très bas, mais dans les villes on trouve aussi des surfaces plus réfléchissantes, comme par exemple les caractéristiques toits haussmanniens de Paris en zinc ou les murs blancs typiques dans les villes méditerranéennes. De plus, on a souvent tendance à surestimer l'albédo des zones rurales. Même si c'est extrêmement difficile de généraliser, des études montrent qu'un champ cultivé a souvent un albédo inférieur à 0.2 (Stull, 1988) et une forêt encore plus bas (Taha et al. 1988). Si vous êtes surpris de découvrir que les champs et les forêts absorbent plus que le béton, rappelez-vous que la végétation a justement besoin d'absorber l'énergie pour la photosynthèse et c'est cela qui lui permet de vivre. >
Cela dit, considérer l'albédo des bâtiments et des infrastructures urbaines est très important pour mitiger les effets des îlots de chaleur, comme vous verrez ci-dessous.
Vu les répercussions négatives sur le confort et la santé des habitants mais aussi sur la consommation énergétique, un nombre croissant de villes ont mis de l’avant des mesures pour mitiger l’effet îlots de chaleur urbain. Ces mesures dépendent fortement des spécificités de la ville en question. C’est par exemple souvent plus facile d’implémenter des mesures dans un nouveau quartier qui va être bâti que d’intervenir dans les centres historiques. Mais, de façon générale, parmi les stratégie considérés comme les plus efficaces on trouve les suivantes:
Une des solutions les plus intéressantes pour lutter contre les îlots de chaleur urbains est la réintroduction d’espaces végétalisés en ville. Cela permet de rafraîchir l’air grâce à l’évapotranspiration. Les arbres et les buissons sont particulièrement utiles car leurs racines permettent de capter les eaux dans les sols. Toutefois, pour que cela soit efficace il faut que les plantes soient plantées correctement. (par exemple, pas dans un petit trou dans une surface autrement imperméable) . La végétalisation des toits et des murs (jardins verticaux) peut aussi contribuer au rafraîchissement des villes, mais leur effet est moins important que des vraies surfaces vertes "traditionnelles".
Les propriétés thermiques des différents matériaux de construction peuvent varier énormément, il y a donc un grand potentiel de réduire l'effet d'îlot de chaleur urbain en choisissant les bons matériaux. Pendant longtemps, dans la plupart des villes à nos latitudes, lors de la construction d’un bâtiment, on était principalement concernés avec leur capacité de nous garder au chaud pendant l’hiver. De plus en plus, on commence aussi à considérer leur capacité à rester frais pendant l’été. Lorsqu’on bâtit ou on refait une surface ou un bâtiment, on peut minimiser leur impact sur le réchauffement de la ville en choisissant des matériaux clairs, et avec des propriétés thermiques adaptées. La forme, l’orientation et l’isolation des bâtiments peuvent aussi augmenter le confort thermique, ce qui minimise l'émission de chaleur due au chauffage ou à la climatisation.
Comme on l'a vu, l’eau est un élément essentiel pour rafraîchir l’air. Une bonne stratégie pour lutter contre l'effet d'îlot de chaleur est donc d’avoir davantage d’eau aux centres-villes. Cela inclut fontaines et surfaces d’eau artificielles mais aussi un effort pour ramener à la surface des cours d’eau naturels qu’on avait couverts dans le passé.
La densité du bâti est l’un des facteurs qui contribuent le plus au réchauffement des centres-villes à cause de la configuration des rues en canyon. Lorsqu’on planifie des nouveaux quartiers, ou que l’on souhaite densifier des quartiers existants, c’est donc important de prendre cela en considération. De plus il est important de ne pas entraver les brises qui pourraient venir rafraîchir la ville (des brises de mer ou de vallée, par exemple), en laissant libres, ou en aménageant des couloirs le long desquels ces brises peuvent atteindre le centre-ville.