Comment refroidir nos villes
Le sud de l'Europe lutte actuellement contre une vague de chaleur. Jan Carmeliet explique comment les villes peuvent faire face à la chaleur estivale. Il s'agit d'un exercice d'équilibre dans lequel différentes mesures doivent être harmonisées.
Nous sommes plus souvent exposés à de violentes vagues de chaleur pendant les mois d'été. De plus en plus de personnes en prennent conscience, les citadins encore plus que les autres. L'effet d'?lot de chaleur rend les agglomérations urbaines plus vulnérables aux chaleurs extrêmes que les zones rurales. En effet, les surfaces scellées par l'asphalte et le béton se réchauffent davantage pendant la journée que les espaces verts. A cela s'ajoute le fait que les activités humaines telles que le trafic et l'industrie génèrent plus de chaleur dans les villes. En revanche, le refroidissement nocturne est moins important dans les villes, car le rayonnement thermique vers le ciel est davantage protégé par les b?timents.
On se demande souvent ce qui peut être fait pour réduire la chaleur extrême dans les villes. Malheureusement, il n'existe pas de solution miracle, car le climat urbain est quelque chose de très complexe. Il existe néanmoins quelques leviers. Il est souvent proposé de planter des arbres, car ils font de l'ombre et rafra?chissent les piétons. En outre, les couloirs d'aération tels que les rues principales le long des vents dominants sont cités comme une mesure efficace de régulation thermique, car ils contribuent à l'évacuation de la chaleur par le flux d'air. L'utilisation de couleurs claires qui reflètent la lumière du soleil et de revêtements routiers poreux et humidifiés sont d'autres mesures de refroidissement. L'ombrage et les couloirs de ventilation, en particulier, peuvent être très efficaces, mais il faut faire attention aux détails et aux éventuels conflits d'objectifs.
Les arbres ne sont pas l'ultima ratio
Les arbres procurent de l'ombre et provoquent ainsi effectivement un rafra?chissement local. Celui-ci dépend toutefois fortement de leur espèce, de leur taille et de leur ?ge. Les plus efficaces sont les grands arbres feuillus adultes, dotés de nombreuses feuilles et d'un système racinaire étendu qui leur permet d'absorber et d'évaporer une grande quantité d'eau du sol. Toutefois, si l'on considère les choses à grande échelle, les arbres contribuent également au réchauffement des villes, même si c'est dans une moindre mesure, car ils bloquent les flux d'air et limitent ainsi l'évacuation de la chaleur. Dans les corridors de ventilation, il convient d'éviter les grands arbres qui bloquent les flux d'air afin de maximiser le potentiel de refroidissement de ces corridors.
"Les couloirs d'aération peuvent alors se transformer en couloirs d'air chaud".Jan Carmeliet
Les couloirs routiers sans arbres peuvent toutefois se réchauffer fortement pendant la journée, car les revêtements routiers et les murs non ombragés absorbent et stockent la chaleur du soleil. Les couloirs d'aération peuvent alors se transformer en couloirs d'air chaud, inadaptés aux piétons. Comme les piétons ont besoin de chemins frais, les urbanistes doivent conna?tre les effets positifs et négatifs des arbres.
Des stratégies d'adaptation sont nécessaires
Pour faire face aux vagues de chaleur extrêmes, nous devons commencer par combiner les stratégies d'atténuation mentionnées ci-dessus avec des stratégies d'adaptation. L'adaptation à la chaleur implique que les villes mettent en ?uvre un plan de réponse global à la chaleur, prévoient et surveillent les vagues de chaleur et informent et sensibilisent la population sur le comportement à adopter pendant les vagues de chaleur. Il faut également de nouvelles infrastructures comme les cooling centers. Il s'agit de salles climatisées et calmes dans lesquelles les gens peuvent se reposer quelques heures du stress de la chaleur. Lors de la planification de mesures de protection, comme par exemple des chemins piétonniers rafra?chis, les urbanistes doivent tenir compte de l'utilisation des espaces libres et de l'accessibilité des cooling centers.
Pour toutes ces mesures, nous devons également tenir compte des conditions climatiques générales. Dans les climats chauds et humides, les arbres sont moins efficaces pour le refroidissement, car ils y évaporent moins d'eau en raison de l'humidité élevée de l'air. L'aération transversale des espaces intérieurs, souvent recommandée aux citadins, augmente la transpiration lorsqu'il fait humide et chaud, mais elle n'est pas efficace dans les régions chaudes et sèches.
Trouver des hotspots locaux de chaleur
Pour harmoniser les différentes mesures d'atténuation ou d'adaptation et les optimiser, nous avons besoin de modèles complets qui prennent en compte une multitude de phénomènes physiques et météorologiques ainsi que des processus écologiques, sociaux et économiques. En outre, les modèles doivent être validés par des données climatiques afin de représenter correctement la complexité du climat urbain dans le contexte des conditions climatiques régionales fondamentales.
Nous avons développé de tels modèles qui permettent de simuler le climat urbain pour une période estivale, y compris différentes vagues de chaleur, avec une résolution de dix centimètres. Ces simulations nécessitent toutefois un grand nombre de données d'entrée, comme les conditions climatiques marginales telles que la température et la vitesse du vent, la géométrie et les propriétés des matériaux des b?timents, les revêtements routiers et la végétation. Elles permettent d'évaluer le confort thermique d'un quartier dans son état actuel, de trouver des points chauds locaux et de concevoir des scénarios efficaces de protection contre la chaleur.
Les résultats de telles simulations doivent être communiqués aux décideurs et aux habitants sous une forme facilement compréhensible, graphique et interactive. Cela - et surtout l'atténuation à long terme du changement climatique par la réduction des émissions de gaz à effet de serre - nous permettra de réduire les températures de l'air et des surfaces dans les villes et d'améliorer le confort thermique.