LES FICHES PROSPECTIVES
LE PHÉNOMÈNE D’ÎLOT DE CHALEUR URBAIN DÉFINITION L’Ilot de Chaleur Urbain (ICU) désigne une différence de température, observée dans l’air, entre une ville (plus chaude) et les zones rurales environnantes (plus froides). Qu’ils soient d’origine naturelle ou anthropique, divers facteurs favorisent la formation des ICU dont l'intensité varie selon la saison et le moment de la journée : • Les variations saisonnières s’expliquent par la durée d'ensoleillement plus élevée et des conditions anticycloniques (ciel clair et absence de vent) plus fréquentes en été et plus propices à former un ICU. • Les variations journalières s’expliquent par le stockage par le bâti de très fortes quantités de chaleur, s'accumulant jusqu’au soir. La ville possède des propriétés de stockage particulières et restitue lentement cette chaleur tout au long de la nuit, à la différence des zones rurales où les températures restent plus basses. Ainsi, l'ICU se forme non pas à cause d’un air réchauffé plus rapidement pendant la journée mais à cause d’un air refroidi plus lentement la nuit.
22°C
27°C
31°C
ICU simulé sur l’agglomération parisienne le 12/08/2003 (moyenne des températures de l’air à 2 m à 4 h, 5 h et 6 h locales pour chacune des 5 nuits de la canicule) Source: projet EPICEA, Météo France
La nuit, sont constatés des différences de températures allant jusqu’à 8°C entre le centre de Paris et sa banlieue. Les modélisations récentes de Météo-France confirment que le nombre et la gravité des canicules devraient augmenter au cours du siècle.
LES CONSÉQUENCES
SANITAIRES
ENVIRONNEMENTALES
€
ECONOMIQUES
Le phénomène d’ICU empêche la récupération et le repos nocturne lors d’épisodes caniculaires, et constitue un facteur aggravant des effets de la pollution sur la santé humaine. L'ICU contribue à accentuer le risque de surmortalité, les impacts sanitaires (hyperthermie, déshydratation, syncopes) et à exacerber les maladies chroniques telles que le diabète, les insuffisances respiratoires et les troubles cardio-vasculaires. Lors de la canicule de 2003, la surmortalité en Île-de-France a été extrêmement élevée (+134%), du fait notamment de l’ampleur du phénomène d’ICU. Le phénomène d’ICU peut amener à une forte sollicitation des systèmes de climatisation, notamment en période caniculaire. En résulte une probable hausse de la demande en énergie. De la même façon les besoins en rafraîchissement impliquent une plus forte consommation en eau. Au-delà de 25°C, la France consomme environ 250 à 300 mégawatts par degré de chaleur supplémentaire. RTE anticipe une augmentation de 25% d’ici 2020 des besoins en climatisation pour le secteur tertiaire. Conséquence des enjeux sanitaires et environnementaux, l’ICU a également des conséquences économiques importantes : actions correctrices parfois onéreuses (systèmes de climatisation appropriés…), coûts des ressources (consommations en eau et en énergie) et de mobilisation en urgence du corps médical. La facture électrique d’Ile-de-France s’élevait à 8,7 milliards € en 2013. A l’échelle nationale, le recours aux médecins généralistes pendant la période caniculaire de 2003 s’est conclu par un surcoût pour l’Assurance maladie de l’ordre 13,7 Millions €.
LES FACTEURS 1
2 Le mode d’occupation des sols
Les surfaces artificialisées favorisent le phénomène d’ICU en absorbant la chaleur le jour pour la restituer la nuit, et en limitant le phénomène de transpiration lié aux végétaux.
Paris et la petite couronne présentent des taux d’artificialisation allant de 83 à 98%. La quantité de surfaces végétalisées urbaines y est en outre très réduite, concentrée en majorité dans les bois de Boulogne et de Vincennes.
4
3 Les propriétés radiatives et thermiques des matériaux
La morphologie de la ville
En présence de faibles capacités réfléchissantes des matériaux qui composent la ville, les flux radiatifs, issus des multiples réflexions de la lumière sur les parois des bâtiments et sur le sol, ne sont pas redirigés vers le ciel systématiquement mais absorbés par le bâti induisant une diminution globale de l'albédo*.
Les tailles et hauteurs des bâtiments, la géométrie des rues, l’orientation et l’exposition au rayonnement et aux couloirs de vent, l’étalement urbain conditionnent le phénomène d’ICU (e.g. via les « canyons urbains », ou les grandes vagues de chaleur).
Le béton, utilisé dans l’espace et les voiries publiques) en IdF, a un albedo très faible, ce qui contribue fortement aux ICU.
A Paris, ce sont les 2e, 3e, 8e, 9e, 10e et 11e arrondissements qui se réchauffent le plus en raison de leur structure dense et de la concentration d’activités générant de la chaleur
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5 La chaleur liée aux activités humaines
La faible présence d’eau
L’environnement régional
Les déperditions énergétiques (chauffage) et rejets d’air chaud (climatisation) entre autres renforcent le phénomène d’ICU.
L’évaporation permet en effet de limiter l’effet d’ICU en créant des îlots de fraicheur.
L’environnement régional (lacs, relief) joue également un rôle dans l’intensité du phénomène d’ICU.
* Albedo : pouvoir réfléchissant d'une surface
LES LEVIERS D’ACTION Morphologie, configuration des différentes zones d’aménagement, trames vertes et bleues
Prévention au stade des premières études urbaines à l’aide d’outils de modélisation et d’aide à la décision
Augmentation de la couverture végétale, des surfaces d’ombrage, des surfaces en eau suffisamment importantes
La végétalisation des sols, associée à une couverture arborée de 50 % des voies de plus de 15 mètres de large, permettrait de faire chuter de 3ºC à 5ºC la température diurne en période de canicule. Utilisation de matériaux à propriétés thermiques et optiques adaptées
Les grands espaces verts sont des
A la latitude de l’Ile-de-France, une
halos de fraîcheur générant jusqu’à 4°C de refroidissement aux alentours.
augmentation de l’albédo moyen de 0,20 à 0,45 permettrait de réduire la température jusqu’à 4°C les après-midi d’été.
Pour en savoir plus ADEME – Guide de recommandations pour lutter contre I’effet d’Ilôt de chaleur urbain - 2012 APUR – Les îlots de chaleur urbains à Paris – Cahier#1 – 2012 IAU – Carte interactive : îlots morphologiques urbains et influences climatiques CNRM – Etude pluridisciplinaire des impacts du changement climatique à l’échelle de l’agglomération parisienne http://www.cnrm.meteo.fr/spip.php?article271
Diminution des sources de chaleur anthropogéniques
Services de santé, de réseaux de froid urbain, de gestion de l’eau, etc.
Le recours à des réseaux de froid urbain permettrait de réduire la consommation électrique de 30 à 50%, et la consommation d’eau de 60%.
Sources : ADEME, APUR, ARENE, Agence Parisienne du Climat, DRIEE-IDF, IAU IDF, MEDDE, Météo France, Région IDF, RTE