MÉMOIRE 2018 // Résorber les îlots de chaleur urbains par une approche territorialisée

Maxime Tourtel Mémoire de Master 1 Urbanisme Paysage Évaluation environnementale et Projets de Territoire UPEPT

Résorber les îlots de chaleur urbains par une approche territorialisée

Sous la direction de Madame Catherine André Membres du jury : – Madame Catherine André (IATU) – Monsieur Bob Clément (a’urba)

Soutenu le 04.09.2018 Institut d’Aménagement, de Tourisme et d’Urbanisme Université Bordeaux Montaigne 33607 Pessac

Remerciements Je tiens à remercier Mme Catherine André, responsable du parcours master UPEPT à l’IATU de Bordeaux-Montaigne, pour ses conseils, ses observations et ses propositions qui ont guidé ma démarche au cours de ce mémoire.

Je veux aussi remercier M. Bob Clément, urbaniste chargé d’études à l’Agence d’urbanisme de Bordeaux Métropole Aquitaine (a’urba), pour son accueil, son encadrement, sa grande disponibilité​́ et son aide précieuse tout au long du mémoire.

Enfin, je remercie chaleureusement toute l’équipe de l’a’urba pour son accueil et l’aide qu’elle a pu m’apporter.

Résorber les îlots de chaleur urbains par une approche territorialisée

« C’était une nuit sans vent, une de ces nuits d’étuve où l’air de Paris surchauffé entre dans la poitrine comme une vapeur de four. » Bel-Ami, 1885, Guy de Maupassant

Table des matières Introduction 1. L’îlot de chaleur urbain : un phénomène complexe et contraignant qui questionne la ville par ses multiples enjeux .................................................................................................................................................... 4 1. Les paramètres contribuant à l’effet d’ICU dans l’espace urbain ......................................................................... 5 1.1. L’augmentation des capacités de stockage de la chaleur par les matériaux urbains ....................................... 5 1.1.1. Les propriétés de surface des matériaux : le rôle de l’albédo .............................................................. 5 1.1.2 Le comportement des matériaux : le principe d’inertie thermique ....................................................... 6 1.2. L’augmentation du bilan radiatif solaire et infrarouge ................................................................................... 8 1.2.1. L’effet « canyon » de la forme urbaine................................................................................................ 9 1.2.2. La diminution du rafraîchissement nocturne ....................................................................................... 10 1.3. La diminution de l’évacuation de la chaleur par l’écoulement de l’air ............................................................. 11 1.3.1. La modification de la couche limite urbaine ........................................................................................ 12 1.3.2. L’impact des brises thermiques sur l’espace urbain ............................................................................ 12 1.4. La diminution de l’évacuation de la chaleur par le végétal et l’eau ................................................................ 14 1.4.1. Le rôle du végétal ............................................................................................................................... 15 1.4.2. Le rôle de l’eau ................................................................................................................................... 17 1.5. L’importance des dégagements de chaleur anthropiques ............................................................................... 18 2. Un phénomène local qui amplifie les vagues de chaleur avec de graves conséquences sur la santé et sur le milieu urbain .................................................................................................................................................................... 20 2.1. L’amplification du risque sanitaire et la surmortalité des plus vulnérables lors des périodes de canicule.......................................................................................................................................................... 21 2.1.1. Vague de chaleur et métabolisme humain .......................................................................................... 21 2.1.2. Les facteurs de risque sanitaire liés à la chaleur et à l’inconfort thermique ......................................... 22 2.2. Les impacts économiques et sociaux liés au phénomène d’ICU ....................................................................... 24 2.2.1. Une augmentation des besoins de frais et de déplacements ............................................................... 24 2.2.2. Des inégalités face à la vulnérabilité aux vagues de chaleur et au climat urbain .................................. 25 2.3. Des perturbations environnementales et météorologiques............................................................................. 26

2. La prise en compte de la problématique des ICU par les acteurs du territoire : leviers d’action, outils disponibles et leurs limites ........................................................................................................................ 28 1. La prise en compte des ICU aux différentes échelles d’actions : outils et intérêts .......................................... 28 1.1. Les documents cadres comme bases de connaissances et comme cadre stratégique face à la surchauffe urbaine................................................................................................................................. 29 1.2. L’intérêt de l’échelon communal et intercommunal : des outils de planification urbaine adaptés à la prise en compte de la problématique des ICU dans l’aménagement urbain......................................... 32 1.2.1. Les outils de planification urbaine : des leviers d’actions inégaux dans la lutte contre les ICU ............................................................................................................................................ 32 1.2.2. Le PLU(i) : un outil réglementaire efficace pour diminuer l’effet d’ICU lors de la fabrique de la ville ....................................................................................................................................... 35 1.3. Les outils opérationnels : une efficience avérée au niveau technique et réglementaire pour lutter localement contre le phénomène d’ICU .................................................................................................. 38 1.3.1. Une prise en compte des paramètres de formation de l’ICU dans les phases de conception et de réalisation des projets d’aménagement ............................................................................ 38 1.3.2. Les limites de ces démarches à l’échelle du microclimat urbain ................................................. 40 1.4. Le recours à des acteurs extérieurs pour une meilleure connaissance des besoins et des moyens de lutte contre le phénomène de surchauffe urbaine .................................................................................. 41

2. La prise en compte des ICU sur le territoire de Bordeaux Métropole ............................................................... 43 2.1. Contexte géographique, climatique et risque sanitaire sur la métropole bordelaise ................................ 43 2.1.1. Un territoire au confort thermique estival parfois critique ........................................................ 43 2.1.2. Un risque sanitaire identifié et des mesures de prévention existantes ....................................... 45 2.2. Bordeaux Métropole et l’adaptation au changement climatique ............................................................ 46 2.3. L’étude « IFU et ICU : diagnostic et préconisations sur le territoire de la CUB » (2016) : du partage de connaissances aux fiches de recommandations.................................................................... 49 2.4. La nécessité d’une analyse complémentaire exhaustive et fine des ICU sur le territoire .......................... 52

3. L’élaboration d’une stratégie d’action territorialisée sur le territoire de Bordeaux Métropole ........................................................................................................................................................ 54 1. Une approche par zonages du PLU 3.1 : une clé de territorialisation intéressante pour territorialiser les ICU par les tissus urbains ........................................................................................... 54 1.1. Une méthode générique d’identification et d’évaluation des ICU ...................................................... 54 1.1.1 La méthode de classification géoclimatique LCZ de Oke &Stewart (2012) ............................ 54 1.1.2 Exemples de démarches territorialisées LCZ ayant intégré la question des ICU .................... 55 1.2. La constitution des familles de zonages de tissus urbains : une entité de référence territoriale pour l’analyse des ICU ...................................................................................................................... 58 1.2.1. Introduction aux zonages du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole ............................................. 59 1.2.2. Méthode de construction des familles de zonages .............................................................. 60 2. Analyse du niveau de risque d’ICU sur Bordeaux Métropole ...................................................................... 63 2.1. Analyse de l’aléa ICU........................................................................................................................ 63 2.1.1. Tissus patrimoniaux ............................................................................................................ 65 2.1.2. Tissus d’habitats collectifs ................................................................................................... 66 2.1.3. Tissus pavillonnaires............................................................................................................ 67 2.1.4. Zones d’activités, zones commerciales et équipements ....................................................... 68 2.2. Analyse de la vulnérabilité à l’effet d’ICU ......................................................................................... 71 2.3. Analyse du risque ICU ...................................................................................................................... 75 3. Approche par site test : recommandations et propositions d’actions........................................................ 77 3.1. Un nécessaire approfondissement du travail conduit à l’échelle territoriale...................................... 77 3.2. Méthodologie proposée pour l’analyse micro-territoriale ................................................................. 77 3.3. Analyse de la famille « Tissu pavillonnaire compact »....................................................................... 80 3.3.1. Choix du site test................................................................................................................. 80 3.3.2. Analyse morphologique : un îlot marqué par des matériaux à mauvaise incidence thermique et par la présence d’un couvert végétal dense ................................................... 81 3.3.3. Propositions de recommandations de lutte contre l’effet d’ICU........................................... 85 4. Propositions de traduction réglementaire dans le PLU 3.1 de Bordeaux Métropole ............................... 87 4.1. Exemples de traductions réglementaires ayant intégré la question des ICU au sein d’un PLU .......................... 88 4.2. Propositions de traduction pour la famille « Tissu pavillonnaire compact » ...................................... 89

Conclusion Liste des sigles et acronymes Annexes Bibliographie

Introduction Au cours de l’été 2018, la province de Québec au Canada a été marquée par des périodes de fortes chaleurs, ayant conduit au décès de 70 personnes, dont la moitié dans la ville de Montréal.

Au même moment, d’autres pays comme le Japon et la France ont enregistré des vagues de chaleur intenses, rendant la ville parfois difficilement supportable pour ses habitants et menaçant les populations les plus vulnérables.

Cette augmentation des températures dans l’environnement urbain s’explique notamment par la formation de l’îlot de chaleur urbain, phénomène qui se manifeste à l’échelle du climat de la ville par des températures de l’air plus élevées dans les centres urbains denses par rapport aux espaces plus frais situés en périphérie.

De manière plus générale, si l’on observe les phénomènes climatiques au cours de l’Histoire, on constate que ceux-ci ont toujours accompagné le développement des civilisations. Pour lutter contre les inondations, les sécheresses et autres aléas climatiques, les hommes ont dû s’adapter par une diversité de formes urbaines, comme en témoigne la complexité d’organisation des villes et des matériaux qui les composent.

Cette préoccupation climatique est peut-être encore plus présente au 21ième siècle avec le phénomène du réchauffement climatique et la répétition des épisodes de fortes chaleurs comme la canicule meurtrière de 2003 en France.

Si l’on veut resituer l’îlot de chaleur urbain (ICU) dans un contexte historique, on peut s’appuyer sur l’étude1 de l’Institut d’Aménagement et d’Urbanisme (IAU) de l’Île-de-France qui explique que c’est au 19ième siècle, que cette notion apparaît, avec les travaux de Luke Howard qui portèrent sur le fameux « smog » de Londres à partir de relevés météorologiques sur la température, les précipitations et la pollution dus à la fumée des industries. Il constate ainsi que ce brouillard provoque des écarts de températures nocturnes de 3,7°C entre le centre de Londres et la campagne alentour, phénomène inhérent à la ville qui prendra plus tard le nom d’ICU. Ainsi voit-on apparaître progressivement durant le 19ième siècle l’idée d’un « climat urbain », laquelle plus tard ouvrira la voie à des recherches en climatologie urbaine. Cette attention portée au climat de la ville se manifeste par les travaux des mouvements hygiénistes qui luttent contre les bactéries

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« Les îlots de chaleur urbains - L’adaptation de la ville aux chaleurs urbaines » IAU (2010)

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véhiculées par les épidémies, tuberculose, choléra et typhus, faisant des ravages dans les villes denses et insalubres. Pour y remédier, sont mises en valeur la ventilation des bâtiments, l’ouverture à la lumière naturelle ainsi que la part accordée au végétal par la création des grands parcs urbains pour assainir l’environnement des villes. Quant à l’eau, tenue pour suspecte, sauf quand elle est valorisée sur le plan esthétique par les fontaines et les jets d’eau, on cherche également à la faire disparaître en la canalisant dans les réseaux souterrains et en asséchant les marais.

Plus tard, on retrouve ce besoin d’ouverture des bâtiments à la lumière qui triomphe dans l’architecture de la première moitié du 20ième siècle, avec des façades de grands immeubles et de tours de bureaux entièrement vitrées, sans ouvertures vers l’extérieur possibles. Et pour éviter la surchauffe intérieure des bâtiments, le principe du recours au système de climatisation se généralise, au détriment de la ventilation naturelle prônée par les hygiénistes.

Il faudra attendre les années 1960-1970, avec l’apparition de taux de pollution de l’air urbain inquiétants engendrés par les rejets des industries et des véhicules motorisés, pour que la qualité de l’air du climat urbain redevienne une priorité.

Mais si le lien entre climat urbain et environnement est établi, cela néglige les études sur les ICU car la lutte contre la pollution urbaine devient incontournable : l’important étant avant tout de faire baisser la pollution dans les villes.

Comme celle-ci va s’améliorer progressivement, en partie grâce aux déplacements des industries vers des zones périurbaines et rurales, du même coup l’intérêt porté au climat urbain, à son environnement et indirectement aux ICU, devient secondaire.

Ce n’est que dans les années 2000, lorsque les médias vont évoquer l’idée d’un changement climatique et lorsque l’épisode caniculaire de l’été 2003 avec ses graves conséquences sanitaires frappera la ville, que l’intérêt porté au climat urbain et aux ICU reviendra en force.

Les périodes de fortes chaleurs, perçues jusque-là comme étant un phénomène rare et accidentel, apparaissent désormais comme ayant une forte probabilité d’occurrence.

Et les ICU, ressentis jusque-là comme un simple inconfort thermique pour le citadin, sont à présent appréhendés comme un risque pour la santé urbaine et les populations fragiles.

Actuellement, on constate que l’étude des ICU suscite un grand intérêt dans la recherche universitaire.

Les climatologues cherchent à recueillir davantage de données scientifiques sur ce domaine à partir

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de relevés sur les écarts de température en période hivernale, et non plus uniquement estivale, pour comprendre le cycle journalier des ICU2 (Colombert, 2008).

Parallèlement, l’approche des ICU se veut plus pragmatique afin de répondre à un besoin d’action concrète pour lutter contre la surchauffe urbaine. On assiste de la sorte à une prise en compte de l’effet d’ICU, plus globale, plus interdisciplinaire, prise en compte à laquelle participent un grand nombre d’acteurs concernés par cet enjeu. Ce décloisonnement disciplinaire de la recherche trouve un large écho chez le grand public de plus en plus soucieux d’une meilleure qualité de vie, avec une attention particulière portée à la santé urbaine.

On commence donc à mesurer la complexité du phénomène d’ICU puisque ses effets ont des répercussions aussi bien sociales, économiques, politiques qu’environnementales et sanitaires.

Pour preuve, les reproches adressés par les habitants, et largement relayés par les médias, sur le caractère trop minéral des villes et sur le peu de place accordée au végétal.

Cependant, même si la connaissance scientifique des ICU est aujourd’hui bien avancée et même parfois intégrée dans les documents stratégiques et territoriaux, à travers des diagnostics du climat local et des pistes d’actions de lutte à entreprendre, il reste toutefois une difficulté à surmonter : -

Comment appliquer ces pistes d’action de manière stratégique et opérationnelle en fonction de la complexité des morphologies de la ville ?

-

Comment par ailleurs parvenir à traduire localement ces mêmes actions de manière contraignante en fonction des différents tissus urbains ?

Autrement dit, en quoi l’approche territorialisée des ICU par tissus urbains peut-elle constituer une clé de la planification des territoires métropolitains pour l’adaptation au changement climatique ?

Pour tenter d’y répondre, nous aborderons dans un premier temps la complexité du phénomène d’ICU ainsi que la manière dont ses effets amplifient le risque sanitaire lié à la chaleur. Puis, nous nous pencherons sur la difficulté des acteurs du territoire à agir de façon pragmatique contre la surchauffe des villes. Enfin, nous présenterons, à partir de l’exemple du territoire de Bordeaux Métropole, l’élaboration d’une stratégie d’action territorialisée de lutte contre les ICU.

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L’objectif vise à mieux saisir « les échanges d’énergie entre l’atmosphère et la surface urbaine » Colombert, 2008

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L’îlot de chaleur urbain : un phénomène complexe et contraignant qui questionne la ville par ses multiples enjeux

1. L’îlot de chaleur urbain : un phénomène complexe et contraignant qui questionne la ville par ses multiples enjeux L’’îlot de chaleur urbain (ICU) est un phénomène physique à l’échelle du climat local peu connu par rapport à d’autres phénomènes responsables eux aussi du changement climatique comme par exemple l’effet de serre. Il est pourtant, à l’échelle de la ville, tout aussi important, d’autant que l’effet de serre renforce lui-même l’effet d’îlot de chaleur en tant que moteur du changement climatique mais aussi à plus petite échelle.

L’intensité de ce phénomène varie selon une base quotidienne et saisonnière et dépend de l’accumulation et de la combinaison de divers paramètres météorologiques et anthropiques.

Ainsi l’effet d’ICU est plus fort la nuit que jour, le refroidissement de l’air étant moins rapide en milieu urbain et où l’écart des températures entre le centre urbain et la campagne peut être de 16°C. D’autre part, la saisonnalité joue un rôle important dans la formation des ICU, ces derniers étant plus nombreux l’été que l’hiver, notamment en raison d’apports de chaleur naturels plus forts en période estivale. Comme nous le verrons par la suite, l’augmentation des températures en ville ne se constate pas seulement dans l’air ambiant de l’espace urbain mais aussi au sein d’autres couches atmosphériques situées au-dessus de la ville.

Ce contraste de température de l’air entre le jour et la nuit dans l’environnement urbain s’explique notamment par un échauffement des surfaces végétales et minérales pendant le jour, dépendant de différents paramètres tels que l’évapotranspiration végétale, l’accumulation de chaleur de certains matériaux ou encore la chaleur d’origine anthropique. Le phénomène d’ICU se constate principalement la nuit par un refroidissement de l’air ambiant moins rapide qu’en milieu rural à cause entre autres de la restitution tardive de la chaleur par certains matériaux et par un piégeage de la chaleur émise par des activités humaines et des besoins de consommation.

La surchauffe urbaine constitue un défi climatique important aujourd’hui, notamment par les enjeux qu’elle représente : vulnérabilité de certaines populations liée à la densité propre à la ville, ressources et infrastructures diverses qui peuvent se voir fragilisées ou encore aggravation de certains phénomènes et aléas propres au milieu urbain. À cela s’ajoutent des impacts liés à l’effet d’ICU qui

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peuvent être de diverses natures : perturbation du confort thermique, pressions sur les ressources d’eau et d’énergie, dégradation de la qualité de l’air et augmentation du risque sanitaire.

Nous allons voir ci-dessous les différents processus et phénomènes physiques qui contribuent à la formation des ICU et comment ces paramètres clés de la surchauffe urbaine dépendent des choix d’aménagement et des phénomènes urbains qui en résultent.

À travers chaque processus physique suivant, nous verrons les conditions de formation de ce dernier, les phénomènes urbains qui se manifestent et le rôle des choix d’aménagement et de conception de l’espace urbain sur l’apparition de l’effet d’ICU.

1. Les paramètres contribuant à l’effet d’ICU dans l’espace urbain 1.1.

L’augmentation des capacités de stockage de la chaleur par les

matériaux urbains L’apparition de l’effet ICU dans l’environnement urbain peut tout d’abord résulter de l’augmentation du flux de chaleur stocké dans l’espace urbain. En effet, les transferts de chaleur en ville par rayonnement et par réflexion (diffuse et spéculaire) peuvent subir des perturbations radiatives et donc thermiques en fonction des surfaces sur lesquelles le rayonnement solaire reflète. Les comportements et les propriétés des matériaux composant les surfaces urbaines au sol ou des bâtiments participent à la formation des ICU par l’absorption et le stockage de la chaleur.

Les matériaux urbains, étant principalement utilisés dans la construction ou dans le revêtement de la voirie, ont donc des propriétés et des comportements variés entraînant un impact significatif, contrairement à la terre nue ou au végétal que nous aborderons plus tard.

1.1.1. Les propriétés de surface des matériaux : le rôle de l’albédo Concernant les propriétés de surface des matériaux utilisés dans la ville, elles varient notamment selon la couleur du revêtement.

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En effet, les caractéristiques thermo-radiatives vont varier selon l’albédo des matériaux. Ce dernier, pouvant se définir comme la capacité de réflexion solaire d’une surface exposée à la lumière en fonction de la couleur de la surface, permet de connaître la capacité d’absorption et de réflexion de l’énergie solaire des matériaux urbains et donc de la température de ces derniers.

Cet indice peut être compris entre 0 (la surface absorbe la totalité de la lumière incidente sans réflexion des rayonnements) et 1 (la surface réfléchit la totalité de la lumière incidente). Ainsi, si l’albédo est inférieur à 0,03, le matériau sera noir et s’il est supérieur à 0,8 il sera alors considéré comme blanc.

Par exemple, le goudron est un matériau à faible albédo, et par sa couleur foncée, il absorbe plus d’énergie, plus de chaleur, entraînant donc une température de surface plus élevée.

Figure 1 : Exemples d’albédo d’éléments urbains

Source : Bureau d’études ECIC, 2014

1.1.2. Le comportement des matériaux : le principe d’inertie thermique Les matériaux urbains peuvent aussi voir leur comportement varier selon un autre type de paramètre.

L’inertie thermique, que l’on peut définir comme la capacité d’un matériau à emmagasiner puis restituer un flux thermique, est un paramètre important dans la formation des ICU. En effet, les matériaux utilisés dans la construction et dans le bâtiment, comme le béton ordinaire, ont une inertie thermique forte. La période d’absorption et de restitution étant lente, ces matériaux sont quasiment inertes au niveau thermique. La circulation de la chaleur est alors ralentie dans le matériau et la température mettra plus de temps pour devenir uniforme (le matériau met donc plus de temps pour se refroidir ou pour se réchauffer).

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Figure 2 : Transfert de chaleur d’un matériau par conduction et convection

D’après IAU (Île-de-France), 2010 Source : a’urba

Le bâtiment, composé de matériaux épais et donc inertes, sera par conséquent mal adapté et verra sa température augmenter significativement par rapport à la température extérieure déjà élevée lors des périodes estivales. On parle de capacité thermique pour désigner cette quantité de chaleur que le matériau peut absorber puis stocker. Cette capacité varie selon trois autres paramètres propres à chaque matériau : la répartition de la chaleur au sein du matériau (la conductivité), la capacité de réchauffement du matériau (la capacité thermique massive) et enfin la densité (soit le rapport entre volume et le poids du matériau en question).

La combinaison de ces deux processus physiques, l’albédo et l’inertie thermique, au sein de l’espace urbain permet de comprendre l’impact du choix des matériaux employés sur le bilan radiatif et thermique et sur le stockage des flux radiatifs. L’utilisation de matériaux ayant une inertie thermique élevée et un faible albédo risque donc d’accroître le bilan radiatif et le stockage de chaleur, entraînant ainsi la formation d’îlots de chaleur urbains.

Figure 3 : Cycle de stockage et déstockage de l’énergie solaire par les revêtements de sol

Source : Atelier Parisien d’Urbanisme (APUR), 2010

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Il est possible d’observer la combinaison de ces paramètres à travers plusieurs exemples de matériaux représentatifs de l’espace urbain.

Par exemple, le béton bitumineux brut, ayant une inertie thermique élevée et un faible albédo, va se réchauffer lentement la journée accumulant ainsi de la chaleur. Par la suite, la nuit, il se refroidira très lentement par rapport au rafraîchissement nocturne de l’air extérieur ambiant.

Concernant les matériaux minéraux (comme le granit et le grès) et leurs dérivés (asphalte, bitume...), la couleur sombre de certains d’entre eux entraîne un réfléchissement faible de l’énergie solaire. Leur forte inertie thermique leur confère une grande capacité de stockage, renforcée par la sous-couche de béton ; ceci va favoriser un rayonnement intense et long en durée de l’énergie reçue et stockée (durant la journée) pendant la nuit.

Par contre, les matériaux sablonneux (stabilisé, béton désactivé), de par leur couleur claire, auront un réfléchissement du rayonnement solaire presque total pendant la journée. Leur faible capacité de stockage d’énergie, du fait de leur composition « aérée » (la couche superficielle est peu solidaire du support sur laquelle elle repose), leur confère une faible conductivité thermique, ce qui est un atout climatique.

Ainsi on peut observer des différences importantes de comportement entre les matériaux et revêtements au sol les plus utilisés dans l’aménagement urbain.

1.2.

L’augmentation du bilan radiatif solaire et infrarouge

Au-delà de l’emmagasinement de la chaleur par les matériaux, l’apparition de l’effet d’ICU peut aussi résulter d’un accroissement du bilan radiatif solaire, c’est-à-dire la part d’énergie solaire absorbée ainsi que l’énergie restituée par le système terrestre.

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Pour rappel, le bilan radiatif correspond au rayonnement solaire (au sein duquel on trouve les rayons ultraviolets, infrarouges et ceux visibles) absorbé et ajouté à la production interne (terrestre) de chaleur, moins le rayonnement infrarouge thermique émis vers l’espace.

Figure 4 : Transfert de chaleur par réflexion et rayonnement solaire

D’après Colombert, 2008 Source : a’urba

L’équilibre de la Terre évacue justement cette énergie d’origine solaire vers l’espace par un rayonnement thermique de l’infrarouge. La principale source d’énergie de la Terre provient du rayonnement solaire, dont à peu près 30% est réfléchi par la planète (avant d’être absorbé par l’atmosphère, l’océan et les sols). Le rayonnement solaire restant, au contact de la surface et de l’atmosphère, se convertit en chaleur, assurant ainsi le réchauffement de la Terre.

Cette chaleur, produite naturellement, peut voir sa température augmenter en milieu urbain et donc participer à la formation de l’îlot de chaleur urbain à travers deux principaux phénomènes urbains : l’effet de « canyon urbain » et la diminution du rafraîchissement nocturne.

1.2.1. L’effet « canyon » de la forme urbaine Le premier phénomène observable est ce que l’on appelle le piégeage radiatif, engendré par l’effet dit de « canyon urbain ». Cet effet résulte lui-même de la morphologie particulière de certains îlots urbains, quartiers ou tissus de la ville. La configuration (orientation, gabarit et densité) des voies en forme de canyons entraîne une rétention de la chaleur solaire (issue du rayonnement solaire) et de chaleur anthropique (pollution) au sein de ces espaces. Ces chaleurs s’accumulent en étant piégées tout au long de la journée du fait des bâtiments de hauteur importante et de l’étroitesse des rues.

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Il en résulte un échauffement dit radiatif, où la chaleur, piégée entre les murs, est stockée et s’accumule avec les autres sources de chaleur dans des espaces de taille réduite. Cela a pour conséquence l’augmentation de la température de l’air ambiant extérieur.

La formation de micro-îlots de chaleur résulte donc là d’un phénomène dépendant directement de la morphologie de la ville.

Figure 5 : Piégeage radiatif des rayonnements : « effet canyon » de la forme urbaine

D’après IAU (2010) et Vivre en ville d’après Catherine Dubois (2014) Source : a’urba

1.2.2. La diminution du rafraîchissement nocturne L’autre phénomène, source d’un accroissement du bilan radiatif, est la diminution du rafraîchissement nocturne de la ville. En effet, comme on l’a précédemment, la chaleur s’est accumulée et s’est échauffée durant la journée, entraînant une rétention de cette dernière. D’autre part, à cause de la configuration du bâti, la part de ciel observable depuis le sol est réduite, permettant à la surface au sol de s’échauffer faiblement. Mais c’est justement cette faible ouverture au ciel qui piège le rayonnement solaire la nuit, limitant le processus de refroidissement naturel pendant la nuit en restituant tardivement et donc de manière lente la chaleur accumulée durant la journée.

Afin d’évaluer ces pertes radiatives, le « facteur de vue du ciel » (indice SVF* allant de 0 à 1) permet de comparer ces capacités de refroidissement nocturne entre les tissus urbains. Par exemple, un faible indice SVF signifiera un faible rafraîchissement d’un îlot de quartier.

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Figure 6 : Diminution du rafraîchissement nocturne : le « facteur de vue du ciel »

D’après APUR, 2011 Source : a’urba

* « Le facteur de vue du ciel correspond à la portion de ciel observable à partir de la surface considérée. Ce facteur est égal à 1 dans le cas d’une surface plane sans obstacle et varie entre 0 et 1 ». (Colombert, 2008)

À travers ces deux phénomènes urbains impactant le bilan radiatif au sein de la ville, on peut voir que le choix de la forme urbaine et de ses tissus, ayant chacun des caractéristiques radiatives très variées, influera plus ou moins sur l’apparition du phénomène de l’ICU.

1.3.

La diminution de l’évacuation de la chaleur par l’écoulement de

l’air Un autre processus physique peut être à l’origine de la formation des ICU. Il s’agit de la diminution de l’évacuation de la chaleur par l’écoulement de l’air. La dynamique des masses d’air, à l’approche de la ville, va être plus ou moins perturbée en fonction de la forme urbaine. En effet, la circulation de l’air dans et au-dessus de la ville va être différente de celle des espaces ruraux ou périurbains environnants du fait de différents facteurs et phénomènes propres au milieu urbain.

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Ces perturbations de la dynamique des masses d’air qui s’observent par la modification de la couche limite urbaine (CLU) et par l’apparition de brises thermiques en sont des manifestations et constituent par conséquent des phénomènes favorables à la formation et à l’intensification de l’effet d’ICU. 1.3.1. La modification de la couche limite urbaine Tout d’abord, il est possible d’observer l’impact de la fabrique de la ville sur la circulation de l’air à travers la modification de la « couche limite urbaine. » Il s’agit d’une couche atmosphérique instable ; c’est-à-dire que la pression et le volume sont changeants et qu’un changement d’état s’opère (gaz) sans pour autant qu’il y ait d’échange avec le milieu environnant autour de ce gaz. Cette couche est donc composée d’un mélange gazeux et est située au-dessus de la ville.

De manière plus simple, cette couche peut se représenter schématiquement par une courbe de température qui augmente au fur et à mesure que l’on approche d’un tissu urbain dense (le centreville souvent) et à l’inverse diminue en s’éloignant de l’urbain. Cette instabilité atmosphérique s’explique par la baisse de la fréquence et de l’intensité des inversions dans l’espace urbain par rapport au milieu périurbain ou rural. Cela est dû en particulier à la convection thermique que nous avons vu plus haut. Par ce processus physique, le phénomène d’ICU peut se constater non seulement au sol ou au niveau des bâtiments mais aussi dans les masses d’air atmosphériques au-dessus de la ville.

1.3.2. L’impact des brises thermiques sur l’espace urbain Un autre paramètre favorisant l’apparition des ICU et relevant lui aussi de l’écoulement de l’air peut être observé à travers l’apparition de vents thermiques urbains. Ces circulations d’air, stables et froides en milieu rural, deviennent chaudes et instables lorsqu’elles s’approchent de la ville en voyant leur écoulement perturbé. Si la vitesse de ces brises thermiques venant des zones froides (rurales) vers des zones chaudes (urbaines) baisse, leurs turbulences quant à elles augmentent, du fait de la présence d’obstacles urbains.

En effet, la morphologie de la ville fait varier les différents régimes de vent et leur vitesse par des obstacles de diverses natures qui composent l’espace urbain. Par exemple, les bâtiments, le mobilier d’aménagement, voire certaines essences d’arbres dans une moindre mesure, peuvent constituer des obstacles pour ces brises thermiques. Or ces dernières permettent la dissipation d’une partie de la chaleur accumulée (la pollution notamment) dans l’air, comme c’est le cas dans les campagnes environnantes. Les obstacles urbains, en rendant la surface ou le milieu rugueux, ont un impact sur la surface sur laquelle l’air circule et influent donc sur la longueur de rugosité des surfaces.

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Figure 7 : Profil de la vitesse de propagation du vent en milieu urbain

Source : Colombert, 2008

Ainsi, plus la rugosité est forte, plus le frottement de l’air sur le sol est fort, ralentissant la masse d’air.

Ce ralentissement empêche le rafraîchissement de la ville par le vent et donc l’évacuation de la chaleur en milieu urbain. Ce processus physique de rafraîchissement compromis, l’air chaud ambiant n’est ainsi plus refroidi ou dépollué par l’arrivée d’une nouvelle masse d’air. On parle de rugosité urbaine est utilisé pour désigner ce phénomène lié à la forme urbaine qui perturbe l’écoulement de l’air et donc sa fonction d’évacuation des différentes sources de chaleur accumulées dans l’environnement urbain. Ainsi, ces vents thermiques, en se heurtant à ces obstacles, vont remonter par convection dans la ville et dans les couches de l’atmosphère (dont la couche limite urbaine), faisant ainsi augmenter la température de l’air ambiant extérieur et donc participant à la surchauffe urbaine.

Cependant, il paraît important de noter que l’apparition de ces brises et la perturbation de leurs écoulements dépendent avant tout du climat local et de conditions météorologiques spécifiques. En effet, un vent faible résultant de conditions anticycloniques est nécessaire à la formation de ces vents urbains. Or, l’apparition du phénomène d’ICU se constate en général par une absence de vent, ce qui rend l’analyse de ce paramètre complexe à étudier dans le cadre de notre étude.

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Figure 8 : Phénomène de brise thermique en contexte urbain

D’après IAU, 2010 Source : a’urba

Ainsi, l’évacuation de la chaleur en ville par flux sensible (écoulement de l’air) et l’apparition du phénomène d’ICU qui en résulte vont varier en fonction des tissus urbains et de leurs morphologies, ces derniers ayant chacun des caractéristiques thermiques très diverses selon leurs formes respectives.

1.4.

La diminution de l’évacuation de la chaleur par le végétal et l’eau

L’évacuation de la chaleur dans l’environnement urbain peut aussi se faire par des processus liés à la présence de l’eau et du végétal. La diminution de cette évacuation par flux latent est aussi responsable de la formation de l’effet ICU. Cette diminution peut s’observer à travers la réduction des capacités d’évaporation et d’évapotranspiration de la végétation mais aussi des masses d’eau. La diminution de l’effet rafraîchissant de ces processus physiques résulte de deux phénomènes propres à l’urbanité : d’une part la raréfaction des espaces de naturels et des surfaces végétalisées, d’autre part l’imperméabilisation des sols. Ce qui limite l’infiltration et l’évaporation de l’eau, nécessaires au bon fonctionnement du cycle de l’eau dans l’environnement urbain.

En effet, les processus d’évapotranspiration et d’évaporation dépendent de l’importance des surfaces perméables en villes et donc de la place accordée au végétal, à la pleine terre et à l’eau. Ces processus

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naturels permettent le rafraîchissement de l’air ambiant, offrant ainsi des fonctions de régulation thermique.

1.4.1. Le rôle du végétal La place du végétal dans la ville peut se traduire par la présence d’espaces verts et par l’emprise des surfaces végétales par rapport aux surfaces minérales et aux matériaux de revêtement au sol. La capacité de la végétation à réguler le microclimat urbain dépend du changement d’état de l’eau, mais aussi de l’ombrage des sols et des bâtiments, variant en fonction des essences.

Tout d’abord, la réduction du processus d’évapotranspiration (transformation de l’état liquide en vapeur d’eau par absorption d’énergie) dépend directement de la transpiration des plantes. En effet, la végétation, sous ses différentes strates (herbacée, arbustive et arborescente) va transférer l’eau prélevée dans le sol vers l’air ambiant par absorption d’énergie extérieure (consommation de chaleur), qui est elle-même refroidie par ce processus. L’évaporation et l’évapotranspiration absorbent ainsi de l’énergie lumineuse permettant l’activité photosynthétique de la plante et humidifiant l’air ambiant extérieur.

Cependant, la fonction de « climatiseur » de la végétation, et en particulier des arbres, peut être compromise à cause de la faible proportion d’espaces de rafraîchissement, moins nombreux et plus épars en milieu urbain et périurbain qu’en milieu rural. L’échauffement des microclimats urbains va donc varier selon la densité et l’orientation des plantations d’arbres dans la ville.

De plus, le choix des essences, relevant de choix d’aménagement, peut aussi influer sur les processus physiques participant à la formation des ICU. Le type d’essence de l’arbre, selon la volumétrie de sa canopée et selon la densité foliaire permet de procurer des espaces d’ombre plus ou moins importants.

En effet, selon la hauteur de la tige de l’arbre et selon la densité et la transparence de son feuillage, l’ombrage sera plus ou moins efficient. Ce dernier empêche une partie du sol et des façades des bâtiments (à faible albédo et à forte inertie thermique par exemple) de stocker de l’énergie le jour et de la tardivement restituer la nuit, entraînant une hausse des températures. Ainsi, ces espaces ombragés le jour (car n’ayant peu ou pas emmagasiné d’énergie solaire et donc étant non chauffés) maintiendront leur état ambiant ou froid durant la nuit.

Le choix de l’essence semble alors déterminant pour assurer, en plus des processus d’évaporation et d’évapotranspiration, cette capacité d’ombrage. Par exemple le sophora (arbre ayant une canopée

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clairsemée) a une plus-value climatique inférieure à celle du platane. Un schéma illustrant l’efficacité des types de végétaux contre les ICU peut être consulté en annexe (figure 1).

Figure 9 : Rôle de climatiseur du végétal dans l’espace urbain par les processus d’ombrage et d’évapotranspiration

D’après APUR, 2012 et ECIC, 2014 Source : a’urba

Cependant, dans une moindre mesure, au-delà de procurer de l’ombre le jour et de la fraîcheur la nuit, l’arbre peut aussi perturber les écoulements d’air nocturnes (brises thermiques) en limitant la vitesse du vent et en perturbant son déplacement. Encore une fois, le choix de l’essence et son orientation peuvent permettre de réduire cet effet négatif.

Entre outre, un autre choix d’aménagement peut influer sur le rôle de régulateur thermique du végétal. La présence d’une végétation de surface (végétation herbacée entretenue ou spontanée) peut réduire l’intensité de l’effet d’ICU. En effet, ce type de végétation, pour survivre au rayonnement solaire, adopte une température proche de celle de l’air ambiant et rafraîchit justement cet air pendant la nuit par le processus d’évapotranspiration.

Ce rafraîchissement nocturne limite la restitution tardive de certains matériaux urbains. Si cette végétation n’est pas présente en surface au sol, l’évacuation de la chaleur et la régulation thermique semblent alors compromises. À titre d’exemple, la température d’une surface enherbée ombragée est généralement de 1 à 4° inférieure à la température de l’air ambiant.

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Enfin, la teneur en eau des sols influe sur les apports climatiques et thermiques des d’espaces verts et de surfaces végétalisées. Ce paramètre peut ainsi modifier l’apport des services thermiques procurés par le végétal. Si la quantité d’eau présente dans les sols est faible, on peut assister à des situations de stress hydrique pour ces végétaux : la quantité d’eau puisée par la plante dans le sol devient inférieure à celle qu’elle transpire. La teneur en eau des sols étant souvent pauvre en milieu urbain, cela pose la question de la perméabilité de ces sols et des perturbations hydrologiques qui en résultent.

1.4.2. Le rôle de l’eau La perméabilité des sols questionne directement la place de l’eau dans la ville et les services de régulation thermique que qu’elle peut offrir. Le niveau d’imperméabilisation et en particulier la minéralisation des surfaces peut compromettre l’infiltration de l’eau dans le sol. L’adéquation des matériaux au sol en milieu urbain constitue un paramètre important dans la formation des ICU. Du fait de la faible part de pleine terre et de la minéralisation excessive des surfaces, les eaux de pluie (EP) arrivent directement dans des cours d’eaux busés ou dans des réseaux d’eau souterrains comme les égouts. Les eaux de ruissellement sont ainsi rapidement canalisées, ce qui compromet le processus d’évaporation qui assure le rafraîchissement de l’air ambiant. Les surfaces au sol étant imperméables (faible part de pleine terre et faible présence du végétal), le taux de vapeur d’eau en surface devient faible, voire quasi inexistant. La fraction du rayonnement solaire, absorbée à la surface du matériau urbain, est alors directement convertie en chaleur sensible plutôt qu’en chaleur latente (on parle d’échauffement des surfaces), c’est-à-dire que l’état physique de la matière change sans pour autant qu’il y ait changement de température.

Figure 10 : Perturbation du bilan hydrique dans l’espace urbain

D’après Colombert, 2008 Source : a’urba

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Les choix d’aménagement d’imperméabilisation des sols et des revêtements de surface peuvent donc perturber le cycle naturel de l’eau dans le milieu urbain, fait que l’on peut constater à travers le non ruissellement et la non infiltration de l’eau. La réduction de la part de vapeur d’eau dans l’air ambiant ainsi que le faible apport d’eau pour certains végétaux (et le stress hydrique qui peut en résulter) empêchent le rafraîchissement de la ville et accentuent d’autres phénomènes urbains participant déjà à l’effet d’ICU. Le non refroidissement des surfaces urbaines imperméables empêchent donc l’évacuation de la chaleur par flux latent. Ce réchauffement, amenant de l’instabilité dans l’air ambiant, risque de créer des ascendances de masses d’air chaud, propices à la formation de microclimats que sont les ICU.

1.5.

L’importance des dégagements de chaleur anthropiques

L’apparition du phénomène d’ICU peut aussi résulter de dégagements de chaleur dits anthropiques, c’est-à-dire ne dépendant pas d’un processus physique naturel comme la chaleur dégagée par le rayonnement solaire mais relevant de l’action et des activités humaines. Selon l’APUR3 (2012), ce paramètre est responsable en moyenne de 20% de la formation du phénomène d’îlots de chaleur urbains.

En effet, ces émissions de chaleur dépendent avant tout de la consommation et des rejets d’activités générés par l’homme. Les sources de ces émissions sont de natures très diverses : elles peuvent être aussi bien issues de différents usages (transports collectifs, véhicules particuliers, systèmes de refroidissement, chauffage, cuisson, eau chaude, électricité spécifique, etc.) que de formes d’activités (procédés industriels et chimiques) liées à des ressources variées (électricité, fioul, gaz, etc.).

L’ensemble de ces activités entraînent ainsi des consommations d’énergie. L’intensité de ces dégagements de chaleur va varier selon la concentration des individus, des services, d’activités industrielles, de l’utilisation des transports et des équipements énergétiques et domestiques.

En termes d’aménagement, cette augmentation des températures dans l’espace urbain résulte ainsi de choix de concentration des activités, des hommes ainsi que de leurs comportements et de leurs

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APUR : Atelier Parisien d’Urbanisme

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usages. Il s’agit donc de l’urbanité elle-même et du mode de vie « urbain » qui ont avoir une responsabilité non négligeable dans la formation des ICU. Au dernier stade de leur utilisateur, l’exploitation et la consommation de ces biens et de ces activités entraînent une émission de chaleur sur l’environnement qui nous entoure et donc une augmentation de la température de l’air intérieur et extérieur.

Figure 11 : Exemple de l’influence des activités humaines sur la formation des ICU

Source : a’urba

Ce processus physique (émission de chaleur dans l’air ambiant) peut par exemple résulter de différentes sources de chaleur anthropiques : -

La climatisation, et plus précisément les climatiseurs, par leur mécanisme de refroidissement consommateur d’énergie, rejettent directement de l’air chaud dans la rue, et donc dans l’air extérieur d’un quartier ou à l’échelle de la ville, ce qui favorise la hausse des températures et la formation de l’ICU.

-

Le chauffage urbain, provenant du réseau de chaleur de la ville (permettant le chauffage des bâtiments et la production d’eau chaude propre au niveau sanitaire), a lui aussi une responsabilité dans le réchauffement de l’espace public et de son air ambiant. Le dégagement et les pertes de chaleur au niveau des branchements de chauffage urbain dans l’espace public (rue, trottoirs) entraînent une hausse des températures de l’air extérieur.

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Cependant, les sources anthropiques de chaleur, quelle que soit leur nature, semblent plus accentuer l’effet d’ICU que participer à sa formation. En effet, ces rejets de chaleur vont plutôt avoir tendance à s’additionner à des chaleurs dites « naturelles » provenant quant à elles d’autres phénomènes ou processus physiques vu précédemment, comme le réfléchissement du rayonnement infrarouge par exemple.

Après avoir expliqué les liens entre l’espace urbain et l’augmentation de la température en ville, un schéma en annexe (figure 2) synthétise l’ensemble des paramètres influant sur le phénomène d’îlot de chaleur.

Figure 12 : Influence des paramètres urbains sur l’effet d’ICU

En outre, il paraît important de noter que ces paramètres divers ont une influence plus ou moins forte sur la formation de l’ICU et sur son intensité. Comme on peut le voir à travers le schéma ci-contre, certains types de paramètres comme le choix des matériaux (albédo et inertie thermique) ou l’orientation des rues vont accroître l’intensité du phénomène de surchauffe urbaine ou contribuer à sa formation de manière plus importante que la surface en eau ou que le rôle du végétal.

Figure 12 : Influence des paramètres urbains sur l’effet d’ICU

Source : Bordeaux Métropole, ECIC (2016)

2. Un phénomène local qui amplifie les vagues de chaleur avec de graves conséquences sur la santé et sur le milieu urbain Cette présente partie vise à montrer l’implication des îlots de chaleur urbains dans le risque sanitaire lié aux vagues de chaleur, l’aggravation d’inégalités économiques et sociales. Sont aussi présentées

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ici les perturbations météorologiques et autres déséquilibres environnementaux engendrés par ces phénomènes, faisant de la lutte contre des îlots de chaleur urbains un enjeu majeur actuel et futur.

2.1.

L’amplification du risque sanitaire et la surmortalité des plus

vulnérables lors des périodes de canicule Les espaces urbains, notamment les centres villes et les bourgs, ont pour caractéristiques de concentrer un nombre important d’habitants et donc de services pour répondre à leurs besoins. Ces services tels que des commerces, utilisés tout au long de l’année, sont notamment particulièrement recherchés par des personnes fragiles, tout comme les aménagements, les équipements voire des logements adaptés. Pendant l’été, la ville et autres centres à caractère urbain synonymes de densité sont exposés à des températures élevées notamment dans un contexte de changement climatique.

Pour les habitants y résidant ou forcés d’y rester, cela est synonyme d’inconfort thermique, voire de vulnérabilité dangereuse. Ces risques sanitaires, liés à des épisodes caniculaires, peuvent encore être accrus en milieu urbain par le phénomène d’ICU. Pour rappel, l’impact sanitaire d’un épisode caniculaire va dépendre de la persistance de la période de la vague de chaleur, de l’exposition de la population et de la vulnérabilité de cette dernière.

Nous allons voir à présent l’impact des ICU sur la santé en ville lors des périodes de canicule.

2.1.1. Vague de chaleur et métabolisme humain Afin de mieux comprendre les liens entre les différents facteurs d’aggravation du risque sanitaire et le phénomène d’îlot de chaleur urbain, il paraît nécessaire de présenter un événement référence et représentatif des vagues de chaleur à venir et de leurs impacts sur la santé humaine en expliquant brièvement le comportement du métabolisme humain face à la chaleur.

La vague de chaleur de l’été 2003, représentant une hausse de 3 à 5°C des températures normales de saison, a été responsable en France de 15 000 décès en France dont 3 306 directement liés à des coups de chaleur, des situations d’hyperthermie et de déshydratation (InVS, 2004). Ce type de vague de chaleur est un exemple parmi d’autres épisodes d’intenses chaleurs qui se sont produits par le passé en Europe.

Selon une étude de Météo France, les épisodes caniculaires d’une intensité similaire à la canicule de 2003 risquent de se reproduire tous les 5 ans. Ainsi cet événement peut-il nous donner un « avantgoût » des futurs étés que nous connaîtrons d’ici la fin du 21ème siècle en France. De plus, si l’on se reporte au scénario A2 du GIEC, on peut remarquer que la canicule de 2003 constitue un été que l’on

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peut qualifier de plutôt frais en comparaison aux autres tendances dégagées par ce scénario plus que probable aujourd’hui.

Figure 13 : Températures estivales moyennes en France (1900-2100)

Source : Météo France, Bordeaux Métropole (2016)

De manière plus générale, l’ensemble des simulations climatiques réalisées par le GIEC montrent que l’intensité et l’occurrence des vagues de chaleur va augmenter au cours du 21ième siècle, avec les impacts sanitaires qui en résultent, tels que des taux de surmortalité très élevés.

Concernant le métabolisme humain, il paraît important de rappeler que la température normale du corps humain est de 37°C, cette dernière augmentant d’environ 1°C pendant la journée. Tout effort physique génère une hausse du niveau de température du corps, entraînant un certain nombre de processus tels que la vaso-dilatation, la transpiration, la respiration accélérée et l’hypothermie, cette dernière pouvant amener au décès de la personne (la température du corps atteignant 42 à 43°C).

Les vagues de chaleur et donc la hausse des températures ont des effets sur le comportement du corps humain : la température de l’environnement devenant élevée, sans rafraîchissement nocturne suffisant pour que le corps humain récupère, l’organisme est alors en difficulté pour se thermoréguler et va réagir de manière plus ou moins forte face à l’exposition à de fortes chaleurs, amplifiées par le phénomène d’îlot de chaleur. Il peut s’agir de simples crampes, d’épuisement par la chaleur, voire de réactions plus graves comme le coup de chaleur où des lésions cérébrales, une insuffisance rénale ou même un décès de la personne peuvent survenir dans les cas les plus graves. Peuvent aussi s’ajouter des impacts sur des maladies respiratoires liées entre autres à des modifications de la pollution atmosphérique.

2.1.2. Les facteurs de risque sanitaire liés à la chaleur et à l’inconfort thermique Des études épidémiologiques réalisées lors des 30 dernières années ont pu mettre en évidence certains facteurs, que l’on peut diviser en deux familles principales.

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D’une part, on trouve les facteurs dits « individuels », qui permettent de connaître les populations les plus vulnérables aux fortes chaleurs. Il s’agit de l’âge, notamment à cause de la perte de sensation de soif et de la fragilité des capacités de régulation thermique liées au vieillissement. Ainsi, en 2003, 81% des personnes décédées avaient plus de 75 ans. Le sexe est aussi un facteur important : en effet la surmortalité due aux vagues de chaleur touche davantage les femmes que les hommes, bien que cette tendance s’inverse aux Etats-Unis (Besancenot, 2002). L’état général de santé et la prise de médicaments et de drogues influent aussi sur l’impact des périodes de canicules sur les individus. De manière moins notable, il existe d’autres facteurs individuels tels que le mode de vie ou le statut social, ayant une influence moindre que les paramètres évoqués, qui nous permettent de mieux connaître les populations les plus vulnérables au risque sanitaire d’exposition à la chaleur.

D’autre part, il existe des facteurs extérieurs aux individus eux-mêmes, directement liés à l’environnement et qui nous intéressent ici puisqu’ils ont un rôle direct dans la formation des îlots de chaleur urbains.

Selon différentes études réalisées dans le passé (InVS, 2006), l’impact sanitaire résultant des vagues de chaleur a été beaucoup plus élevé au sein de villes importantes que dans les espaces ruraux périphériques.

Ainsi, la taille de l’agglomération constitue un facteur d’augmentation du risque lié à la chaleur. En effet, la surmortalité, lors de périodes de canicule, se concentre principalement dans les villes et surtout les grandes agglomérations où la surchauffe urbaine est la plus importante, notamment du fait des températures très élevées amplifiées par le phénomène d’ICU. La variation du taux de mortalité dans les agglomérations de plus de 200 000 habitants est de plus de 18%, contrairement à un peu plus de 4% pour les villes de moins de 50 000 habitants (Champiat, 2008).

L’habitat (les caractéristiques architecturales et thermiques du bâti) et la climatisation constituent eux aussi des facteurs importants de vulnérabilité à la chaleur. Différentes études, en particulier sur la vague de chaleur de 1995 à Chicago, ont montré le lien entre l’état du bâti et les équipements en systèmes de climatisation des bâtiments. Les personnes décédées durant cet épisode caniculaire avaient tendance à vivre dans des appartements de petite taille sujets à des situations d’inconfort thermique (étages supérieurs et immeubles à toit plat) et ne disposaient souvent d’aucune pièce équipée en système de climatisation pour répondre à leurs besoins de frais (InVS, 2006).

Pour résumer, une large majorité de la population française vivant dans les villes et une tendance au vieillissement s’observant depuis de nombreuses années, la vulnérabilité des citadins, semble être toujours plus forte, amplifiée probablement par les évolutions climatiques à venir et par le phénomène d’îlot de chaleur. Ce qui fait de l’espace urbain un milieu exposé à des risques sanitaires majeurs.

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La lutte contre les îlots de chaleur urbains peut alors être considérée comme un enjeu de santé publique. En effet, de manière simplifiée, nous avons vu que les ICU augmentent la température de manière localisée dans l’espace urbain. Or celle-ci aggrave le risque sanitaire, déjà accentué par la taille et la densité des métropoles (MUSCADE, 2014).

De plus, nous savons que les ICU favorisent la concentration des polluants et des émissions de chaleur anthropiques résultant des transports et des besoins de frais.

Il est alors possible de considérer le phénomène d’ICU comme un amplificateur du risque sanitaire et de la surmortalité des individus les plus vulnérables. La lutte contre les ICU peut ainsi participer à réduire les impacts sanitaires résultant des vagues de chaleur, à limiter l’inconfort thermique des habitants mais aussi à réduire la surmortalité des populations vulnérables.

Cette notion de confort thermique, en lien avec les problématiques de santé urbaine, est un sujet qui aura tendance à revenir de plus en plus à l’avenir, les collectivités et les habitants devenant soucieux de la qualité et du cadre de vie dans les villes. L’amélioration de la qualité de vie et du confort thermique des habitants sont donc des enjeux fortement liés à la lutte contre les îlots de chaleur urbains.

2.2.

Les impacts économiques et sociaux liés au phénomène d’ICU

2.2.1. Une augmentation des besoins de frais et de déplacements La lutte contre le phénomène d’îlot de chaleur urbain peut être liée à des enjeux économiques.

En premier lieu, comme expliqué précédemment dans les paramètres de formation de l’îlot de chaleur urbain, les ICU entraînent une hausse de la consommation en énergie afin de combler les besoins de frais notamment par l’utilisation de systèmes de climatisation. Ces hausses de consommation induisent forcément des coûts aussi bien pour les particuliers que pour les collectivités. Cela peut entraîner des pics de consommation d’électricité, normalement propres aux vagues de froid lors des périodes hivernales. On peut par ailleurs noter que pendant l’hiver, le rapport s’inverse : l’apparition des ICU entraîne une réduction des besoins de chauffage et donc des charges à payer. À ces besoins de frais peut s’ajouter une hausse de la demande en eau potable nécessaire aux aménagements d’eau (piscines, jeux d’eau) et à l’arrosage de certaines parcelles de jardins. Lors de périodes de sécheresse étant censées s’étendre dans les années à venir, cela pourra accentuer le problème déjà récurrent de l’épuisement des ressources en eau.

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La surchauffe urbaine peut aussi questionner l’attractivité des villes et plus largement la fréquentation de l’espace public pendant les périodes estivales. Au regard des enjeux sanitaires détaillés précédemment, il paraît important de lutter contre l’apparition de situations d’inconfort thermique comme les insomnies liées à la chaleur ou encore les coups de chaleur.

Les collectivités cherchent aujourd’hui à limiter, voire à empêcher le départ des citadins du centre-ville vers des espaces périphériques. Le phénomène d’îlot de chaleur accentue le caractère déserté de l’hypercentre à cause de la chaleur souvent écrasante pendant la journée, les habitants préférant aller vers des zones plus périphériques ou périurbaines, synonymes de fraîcheur et surtout d’un meilleur cadre de vie. Or nous connaissons l’impact des déplacements notamment au niveau des transports et de la pollution de l’air lorsque l’on « quitte la ville » pendant les épisodes caniculaires. La congestion urbaine, et plus généralement les déplacements automobiles, augmentent les émissions de chaleur anthropiques, accentuant la surchauffe des villes.

2.2.2. Des inégalités face à la vulnérabilité aux vagues de chaleur et au climat urbain Une étude menée par l’Institut de Veille Sanitaire en 2004 sur les facteurs de risque de décès a montré l’influence de la catégorie socioprofessionnelle sur la vulnérabilité par rapport aux vagues de chaleur et donc aux îlots de chaleur urbains.

Les personnes âgées issues de catégories socioprofessionnelles moins favorisées ont ainsi un risque accru de décéder lors d’une vague de chaleur. Par exemple, les personnes âgées appartenant aux catégories d’employés ou d’ouvriers sont les plus vulnérables. On peut alors parler d’inégalité sociale des personnes devant le risque.

Cela, en plus de l’âge, peut aussi dépendre du nombre de pièces du logement : lorsque l’on possède un logement de taille importante avec plusieurs pièces, il est plus facile d’occuper des pièces bien orientées et donc moins exposées à la chaleur. De même, vivre sous les toits ou au dernier étage au sein d’immeubles collectifs accroît la vulnérabilité de ces individus. Les étages élevés sont considérés comme les espaces les plus à risques au niveau du confort thermique car ils sont moins protégés des rayonnements solaires et infrarouges, notamment du fait de l’absence d’ombrage portée par la végétation environnante ou procuré par un bâtiment proche.

Ces populations âgées, aux ressources économiques moindres peuvent aussi avoir tendance à vivre dans des logements pavillonnaires de plain-pied sans isolation efficace de la toiture, avec un nombre de fenêtres parfois restreint et sans l’équipement de volets, rendant le bâti vulnérable aux réchauffements solaires et donc source d’inconfort thermique (InVS, 2004).

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En second lieu, le mode de vie, les interactions sociales ainsi que le statut social des individus constituent eux aussi des facteurs de surmortalité. Par exemple, les personnes vivant seules ont un risque accru de décès, il en va de même pour les personnes réalisant peu de déplacements hors du domicile. En effet, les personnes ne vivant pas seules boivent et se rafraîchissent davantage que les personnes seules. Et les individus qui ont une mobilité accrue en quittant leur domicile régulièrement sont eux aussi moins vulnérables aux impacts des vagues de chaleur. À travers ces exemples, il est possible de voir que les îlots de chaleur accentuent les inégalités d’exposition face aux risques sanitaires liés aux vagues de chaleur dans l’espace urbain. Les plus vulnérables sont principalement des personnes âgées, des jeunes enfants, des sans-abris mais aussi certains travailleurs et des personnes en situation d’isolement social ou à faible revenu (Besancenot, 2002). La vague de chaleur de Chicago en 1995 et la surmortalité qui en a suivi constitue un exemple parlant des inégalités face à la chaleur dans les villes. La surmortalité a été observée dans les quartiers les plus pauvres de la ville et il s’agissait en majorité d’individus âgés, en situation d’isolement social et donc particulièrement vulnérables.

2.3.

Des perturbations environnementales et météorologiques

Bien que résultant de la combinaison de paramètres météorologiques (conditions anticycloniques ou absence de vent) et de paramètres environnementaux (absence de végétal ou de surfaces d’eau), le phénomène d’ICU peut être source d’aggravation de certains phénomènes et même parfois générateur de nuisances sur le climat et l’environnement urbains.

L’effet d’ICU, pouvant se caractériser par une augmentation de la température de l’air ambiant dans la ville peut notamment impacter le niveau et l’intensité des précipitations tout au long de l’année. En effet, pendant l’hiver, lorsque la surchauffe de l’espace urbain apparaît, une diminution des précipitations peut s’observer dans la ville et même parfois au-delà de l’aire urbaine. Les rosées matinales mais aussi le brouillard vont avoir plus de mal à apparaître et souvent avec une efficacité plus faible (Colombert, 2008). Cela peut provoquer des effets néfastes, notamment pour certains types de végétaux comme les ripisylves qui ont du mal à supporter une baisse du taux d’humidité de l’air ambiant, celle-ci étant leur principale source d’approvisionnement en eau en milieu urbain.

D’autre part, l’îlot de chaleur va aussi favoriser l’apparition d’orages, et donc de fortes précipitations orageuses ainsi que des chutes de grêles pendant la période estivale. Différentes études relevant de la climatologie urbaine ont notamment cherché à démontrer le lien entre la localisation des îlots de chaleur et leur proximité avec l’apparition d’averses orageuses. Par l’étude de différentes villes comme 26

Londres, Pékin et certaines villes américaines, il a été constaté que ces perturbations météorologiques ont été attirées par des effets induits par les îlots de chaleur, comme par exemple la circulation de l’air ; les mouvements ascendants de l’air engendrés par la rugosité du bâti et par les températures parfois très élevées localement ont favorisé la formation et la concentration de perturbations orageuses (Colombert, 2008). A cela s’ajoute, comme nous l’avons vu précédemment, la formation de brises de campagnes au sein de l’espace urbain.

Une autre conséquence résultant de l’apparition de l’ICU peut se constater dans l’environnement urbain, avec des conséquences néfastes pour la santé.

La récurrence accrue des vagues de chaleur intenses couplée à la formation des ICU participe fortement à la stagnation des masses d’air, entraînant l’apparition d’un smog, c’est-à-dire d’une brume jaunâtre, concentré de polluants atmosphériques, d’ozone et de particules fines. En effet, l’îlot de chaleur urbain, caractérisé par un échauffement des surfaces du sol, génère des turbulences thermiques, ces dernières limitant la dispersion des polluants dans les couches atmosphériques audessus de la ville. Cette pollution atmosphérique de l’air ambiant constitue un facteur d’aggravation du risque sanitaire lié à la chaleur. Comme nous avons pu le constater, les situations anticycloniques, caractérisées par une absence de vent et propices à la formation des îlots de chaleur urbains, empêchent la dispersion des polluants émis dans l’espace urbain, entraînant ou aggravant les problèmes respiratoires de certains individus vulnérables. L’augmentation de la concentration des polluants dans l’air ambiant accentue ainsi les problèmes respiratoires, ce qui a des conséquences parfois graves sur la santé des habitants en ville.

Enfin, les ICU ont aussi un impact sur la qualité de l’air intérieur. Les périodes de fortes chaleurs, dont les effets sont accentués par l’ICU, vont accroître le risque de prolifération d’acariens, de bactéries, de moisissures mais aussi le risque de libérer dans l’air certaines substances toxiques pour l’homme, présentes entre autres dans les matériaux de construction (formaldéhydes par exemple) (Salomon et Aubert, 2013).

Les différents facteurs participant à la formation des ICU ayant été abordés, et les conséquences diverses, sanitaires surtout, répertoriées, nous étudierons à présent les outils à disposition des différents acteurs de la ville. Des outils qui s’avèrent tout aussi complexe dans leur mise en œuvre que le phénomène de surchauffe de la ville.

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2

La prise en compte des ICU par les acteurs du territoire : leviers d’action, outils disponibles et leurs limites

2. La prise en compte de la problématique des ICU par les acteurs du territoire : leviers d’action, outils disponibles et leurs limites 1. La prise en compte des ICU aux différentes échelles d’actions : outils et intérêts Cette partie vise à comprendre comment les collectivités et les pouvoirs publics peuvent prendre en compte la problématique des îlots de chaleur urbains et plus largement celle du climat dans la fabrique de la ville.

Tout d’abord, il est important de noter que la lutte contre les îlots de chaleur urbains apparaît dans le Code de l’urbanisme à travers deux volets : d’une part au titre de l’adaptation au changement climatique, d’autre part au niveau de la prévention des risques naturels prévisibles, c’est à dire du risque de fortes chaleurs et donc de périodes de canicule. Cette problématique apparaît dans les articles L.1104 et L.121-15 du Code de l’urbanisme. À l’échelle du territoire français, le Plan National d’Adaptation au Changement Climatique (PNACC) est le principal document stratégique : le phénomène de réchauffement des températures en ville y est considéré comme un enjeu important pour le futur et la mise en place d’actions de sensibilisation et de partage de pratiques de lutte y est encouragée. Cependant, les différentes politiques climatiques et énergétiques comme le Plan Climat, les stratégies bas carbones et de transition énergétique nécessitent d’être traduites à des échelons inférieurs pour être territorialisées. En effet, l’échelon national n’est peut-être pas le plus adapté pour lutter contre les ICU, les villes françaises ayant des caractéristiques climatiques très différentes, la prise en compte de la surchauffe urbaine nécessite donc d’être adaptée aux spécificités de ces dernières.

Article L.110 du Code de l’urbanisme : « (…) Leur action [des collectivités locales] en matière d’urbanisme à la lutte contre le changement climatique et à l’adaptation au changement. » 5 Article L.121-1 du Code de l’urbanisme : « Les schémas de cohérence territoriale, les plans locaux d’urbanisme et les cartes communales déterminent les conditions permettant d’assurer, dans le respect des objectifs du développement durable : (…).

La réduction des émissions de gaz à effet de serre, la maîtrise de l'énergie et la production énergétique à partir de sources renouvelables, la préservation de la qualité de l'air, de l'eau, du sol et du sous-sol, des ressources naturelles, de la biodiversité, des écosystèmes, des espaces verts, la préservation et la remise en bon état des continuités écologiques, et la prévention des risques naturels prévisibles, des risques miniers, des risques technologiques, des pollutions et des nuisances de toute nature. » 4

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Face à la nécessité d’adaptation au changement climatique, des outils réglementaires et stratégiques ont progressivement commencé à apparaître afin d’accompagner l’action publique dans la lutte contre la surchauffe urbaine des villes. Ces derniers constituent les principaux leviers d’action afin de mettre en œuvre ces politiques climatiques à l’échelon des territoires urbains.

Au cours de cette partie, nous allons donc tenter de voir quelles sont les différentes échelles et quels sont les supports d’action pour une prise en compte des enjeux du climat urbain. Puis nous évoquerons les acteurs et leurs outils, avec leurs limites, pour faire face au phénomène d’ICU. Ainsi nous verrons tout d’abord les rôles d’information et d’incitation à la prise en compte du phénomène d’ICU que peuvent avoir certains acteurs territoriaux. Dans un second temps, nous analyserons la pertinence du recours aux collectivités territoriales à l’échelle intercommunale et communale pour lutter efficacement contre la surchauffe de la ville, notamment par le support de certains outils de planification. Dans un troisième temps, nous tenterons de voir l’efficacité technique locale des outils de l’aménagement opérationnel dans la lutte contre les ICU ainsi que leurs limites.

Enfin, un dernier temps sera accordé à d’autres acteurs mobilisables par les collectivités territoriales, aux connaissances qu’ils peuvent apporter ou aux actions possibles qu’ils peuvent mener afin d’améliorer l’environnement climatique de la ville.

1.1.

Les documents cadres comme base de connaissances et comme

cadre stratégiques face à la surchauffe urbaine Dans cette partie, nous allons voir que les documents territoriaux peuvent être des supports de prise en compte du climat dans l’aménagement et l’urbanisme de manière plus ou moins pertinente.

Ces documents stratégiques ont la possibilité de faire prendre conscience et connaissance de l’enjeu qu’est l’augmentation des températures dans la ville en finançant des études, en sensibilisant les acteurs de différents échelons et en partageant des connaissances sur le climat urbain.

Tout d’abord, à l’échelon régional, nous devons évoquer le Schéma Régional Climat Air Énergie (SRCAE), qui sera, dans le cadre de l’application de l’article 6 de la loi NOTRe de 2015, intégré au Schéma Régional d’Aménagement, de Développement Durable et d’Égalité des Territoires (SRADDET).

Celui-ci comporte, en plus des objectifs de lutte contre la pollution atmosphérique ou de maîtrise des consommations d’énergie, un volet portant sur l’adaptation au changement climatique. Ce volet peut notamment inclure un diagnostic de la vulnérabilité des territoires face au changement climatique mais aussi des actions potentielles à mener pour en atténuer les impacts.

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Par exemple, en termes d’actions, le SRCAE du Nord-Pas-de-Calais, approuvé en 2012, incite les collectivités à prendre en compte le phénomène d’îlot de chaleur urbain lors de l’élaboration des projets d’aménagement urbain. Cette prise en compte passe par un accès renforcé à la nature en ville et par l’application du Plan Canicule lorsqu’une vague de chaleur apparaît.

De même, dans son diagnostic, la Région Hauts-de-France constate que la vulnérabilité se caractérise par une population vieillissante et donc de plus en plus sensible aux périodes de canicule. L’aléa, c’està-dire la probabilité d’apparition du phénomène d’îlot de chaleur urbain, est renforcé par la présence de paramètres favorables à son apparition : une mauvaise isolation thermique des habitations et des sols fortement imperméabilisés, suite aux activités industrielles dispersées sur l’aire régionale du territoire. Face à cela, le SRCAE préconise des mesures d’atténuation comme la réintroduction du cycle de l’eau et de la végétation ou encore le remplacement de matériaux s’échauffant facilement, comme ceux des routes et des voies ferrées. L’adoption de ce SRCAE par la Région Hauts-de-France a d’ailleurs poussé cet acteur à commander une étude sur le rôle de l’arbre dans l’espace urbain pour former et sensibiliser les collectivités à ce sujet.

Dernier exemple, la Région Île-de-France a, pour sa part, identifié dans son SRCAE l’accroissement de la résilience de son territoire face aux effets du changement climatique comme un objectif fort. Elle met en place des orientations pour améliorer les connaissances et pour sensibiliser les différentes collectivités territoriales, pour prendre en compte la santé des Franciliens face au changement climatique ; elle incite également à entreprendre des actions sur l’aménagement urbain face au phénomène d’ICU. Le SRCAE est intéressant pour nous car d’autres documents stratégiques se doivent d’être compatibles avec ce schéma. C’est par exemple le cas du Plan Régional Climat (PRC), du Schéma Régional de Cohérence Écologique (SRCE), des Plans Climat Energie Territoriaux (PCET) et des Plans Climat Air Energie Territoriaux (PCAET).

Ainsi, le PRC peut aussi intégrer la problématique des îlots de chaleur urbains par la réalisation d’études et de diagnostics pour mieux comprendre le phénomène. Par exemple, la Région Île-deFrance a réalisé, dans le cadre de son Plan Climat, de nombreuses études en collaboration avec l’Institut d’Aménagement et d’Urbanisme (IAU) sur le phénomène d’échauffement des villes, afin notamment de le cartographier, d’identifier la vulnérabilité face au risque d’ICU et de proposer des solutions pertinentes localement pour en résorber les effets.

Quant aux autres documents stratégiques tels que ceux relevant de l’échelon communal et intercommunal, comme le Plan Climat Air Énergie Territorial (PC(A)ET) et l’Agenda 21, on constate

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qu’ils peuvent porter un projet de territoire ambitieux et une stratégie d’actions visant à lutter contre le changement climatique.

Ainsi, après la canicule de 2003 et ses conséquences sur la population, les collectivités ont commencé à mettre en place des stratégies de lutte contre la surchauffe urbaine notamment à travers les PCET et les PCAET (Maillard P.et al. ; David F. ; Dechesne M. ; Bailly, J-B, Lesueur E., 2014). Ces plans ont conduit à des travaux de recherche menés par exemple par l’IAU et l’Atelier Parisien d’Urbanisme (APUR) pour caractériser et analyser le phénomène d’ICU à l’échelle des agglomérations et des métropoles.

Cependant, ces documents stratégiques ne prennent en compte les enjeux de climat urbain que de manière très inégale. Ainsi le volet d’adaptation au changement climatique n’est pas toujours intégré aux PCET et PCAET. Il en résulte que les mécanismes de lutte et les leviers d’actions contre les ICU sont en conséquence encore peu abordés ; or ces documents pourraient permettre de sensibiliser et d’informer les collectivités et les acteurs du territoire au défi du climat urbain. En s’appuyant sur l’expérience de nombreux PC(A)ET, il est possible d’observer que les objectifs et les stratégies d’action concernent davantage la maîtrise de la demande en énergie et le recours aux énergies renouvelables dans un souci de réduction des émissions de GES. Notons toutefois que certains PC(A)ET prennent en compte la lutte contre le phénomène de réchauffement urbain. C’est le cas de celui de Lyon qui intègre 6 actions cadres sur l’adaptation au changement climatique depuis 2015, permettant aux collectivités signataires du plan de mettre en place ces actions avec de nouvelles compétences.

Les Agenda 21, quant à eux, permettent aux collectivités de construire des outils d’engagement pour une stratégie et un plan d’action en faveur du développement durable. Ces documents intègrent bien des enjeux sur le climat et sur l’énergie mais n’abordent que rarement le phénomène d’îlot de chaleur urbain. Cela dépend principalement de la volonté des collectivités. Mais ces outils n’ont pas de valeur juridique par rapport à d’autres documents (Fedele, 2010).

Dans une moindre mesure, les chartes pour l’environnement aussi appelées chartes d’écologie urbaine ou encore chartes de l’arbre abordent rarement l’adaptation au changement climatique, sauf dans le cas des mécanismes de régulation climatique liés au végétal. Mais là encore, elles n’ont aucune valeur réglementaire.

Ainsi, l’ensemble de ces outils stratégiques et documents territoriaux, bien qu’ils puissent être le support de connaissances climatiques du territoire et d’actions de sensibilisation des acteurs du 31

territoire à la problématique d’échauffement de la ville, nécessitent l’implication d’autres acteurs avec des outils plus adaptés à l’échelle d’approche du phénomène d’îlot de chaleur urbain. Comme nous allons le voir par la suite, le recours à des outils réglementaires et opérationnels peuvent permettre de traduire localement les objectifs et les recommandations énoncés dans ces documents territoriaux afin de les appliquer stratégiquement aux spécificités locales des territoires urbains.

1.2.

L’intérêt de l’échelon communal et intercommunal : des outils de

planification urbaine adaptés à la prise en compte de la problématique des ICU dans l’aménagement urbain L’échelle communale et intercommunale est pertinente pour lutter contre la surchauffe urbaine, notamment à travers les compétences qui relèvent des communes et des intercommunalités : urbanisme, transport et environnement. Ces collectivités détiennent des compétences et possèdent des outils (urbanisme réglementaire, aménagement, gestion des espaces publics, campagnes de communication ou de sensibilisation…) qui peuvent être pertinents dans la lutte contre les îlots de chaleur lorsqu’ils sont mobilisés.

Le recours, en particulier, à des outils réglementaires comme le SCoT et le PLU(i) entre autres, peut permettre d’adapter de manière efficace l’environnement urbain au changement climatique. C’est ce que nous aborderons à présent.

1.2.1. Les outils de planification urbaine : des leviers d’actions inégaux dans la lutte contre les ICU Pour rappel, les deux principaux outils de planification urbaine sont le SCoT et le PLU(i).

Le SCoT est un document qui se situe en amont des autres documents de planification urbaine avec des orientations que le PLU ou le PLUi se doivent de suivre. Il possède notamment un volet environnemental composé entre autres d’une charte de l’environnement ou des paysages, mais ce volet n’ayant pas de valeur réglementaire, n’oblige pas les communes ou les EPCI à en tenir compte.

Nous verrons cependant que certaines communes et intercommunalités ont pris les devants dans l’intégration des enjeux liés à la surchauffe urbaine.

Le PLU(i) traite quant à lui de l’aménagement et de la qualité du bâti, il définit l’usage et l’occupation du sol que devront suivre les permis de construire ou les autorisations d’occupation temporaire ou non du sol. Ce qui, comme nous le verrons par la suite, fait de lui un levier intéressant dans la lutte contre les ICU, à travers la mobilisation des différentes pièces constitutives de ce document. Pour rappel, ce document est composé d’un rapport de présentation, d’un Projet d’Aménagement et de

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Développement Durable (PADD), d’Orientations d’Aménagement et de Programmation (OAP), d’un règlement et d’annexes.

S’agissant du SCoT, issu de la loi Solidarité et Renouvellement Urbain (SRU), il permet aux collectivités d’inscrire les autres documents d’urbanisme dans un cadre, en imposant ses orientations, afin de sensibiliser entre autres à des problématiques environnementales propres au territoire intercommunal. Toutefois, il ne semble pas réellement constituer un outil de prise en compte des îlots de chaleur urbains. En effet, bien que les SCoT intègrent de plus en plus des questions d’adaptation au changement climatique, les objectifs, dont ceux liés au climat urbain, n’ont pas de valeur juridique et donc contraignante. De plus, le climat n’apparaît pas en tant qu’enjeu environnemental à identifier sur le territoire comme c’est le cas pour la pollution, les risques naturels ou la biodiversité (Fedele, 2010) alors que dans une moindre mesure, l’identification et la protection de corridors écologiques peuvent permettre de lutter contre la surchauffe de la ville.

Par exemple, le SCoT de Grenoble-Alpes Métropole, du fait de la topographie spécifique de son territoire, c’est-à-dire une cuve de chaleur entourée d’un massif montagneux, a fait du risque de l’effet d’ICU un enjeu fort. En effet, la métropole grenobloise incite ses communes adhérentes à intégrer dans leurs PLU respectifs des préconisations encourageant la végétalisation de l’espace urbain et leur recommande de prendre en compte la notion de confort thermique lors des réalisations de nouvelles opérations d’aménagement.

Si l’on s’intéresse plus particulièrement au PLU(i), on remarque que la prise en compte des îlots de chaleur urbains peut aussi se faire de différentes manières par le biais les pièces constitutives de ce document. Ainsi, nous verrons ici successivement comment le rapport de présentation, le Projet d’Aménagement et de Développement Durable (PADD) et dans une moindre mesure les annexes peuvent traduire des enjeux relatifs au climat urbain.

Le rapport de présentation peut en effet permettre de connaître les caractéristiques climatiques du territoire et d’inciter les acteurs à entreprendre des démarches pour prendre en compte ces dernières.

En effet, au sein de ce dernier, l’état initial de l’environnement peut ainsi avoir le rôle de support de données sur le climat local en précisant les évolutions de ce dernier concernant notamment les niveaux de températures, de précipitations et les vents dominants. Ces données permettent d’établir ainsi un profil climatique du territoire.

Autre pièce du rapport de présentation, le diagnostic peut quant à lui intégrer une cartographie des îlots de chaleur sur le territoire si elle a déjà été réalisée ; dans le cas contraire, le diagnostic peut comporter une carte des surfaces qui « chauffent » et de celles qui « rafraîchissent » sur le territoire 33

urbain concerné. Ces données peuvent être complétées par une analyse des paramètres à l’origine de la formation des ICU. De plus, le diagnostic peut renseigner sur les populations fragiles et donc exposées au risque d’ICU telles que les enfants, les personnes âgées ainsi que les structures réservées à leur accueil (EPHAD, équipements spécifiques, etc.). Cela peut supposer de réaliser des études spécifiques. Le diagnostic peut donc intégrer la problématique de surchauffe urbaine en présentant des données ou des études sur le climat de la ville. À noter que ce document n’a pas de valeur juridique.

L’évaluation environnementale doit vérifier en quoi les choix d’aménagements retenus au sein du règlement permettent d’atténuer l’effet d’ICU sur le territoire. De plus, il peut être possible d’intégrer au rapport de présentation certains indicateurs en lien avec les ICU comme le taux d’imperméabilisation des sols ou de m2 d’espace vert par habitant, permettant ainsi de mieux orienter la décision publique pour lutter localement contre les ICU. L’explication des choix des zonages, en particulier des zones agricoles et naturelles, peut justifier le parti d’aménagement général du PLU au regard de son incidence sur le phénomène ICU sur différents secteurs. Il en va de même pour le choix des formes urbaines et d’aménagement des espaces publics, ayant un rôle important sur la formation des ICU. Le PADD fixe lui, des orientations stratégiques qui expriment le projet du territoire en matière de développement durable.

De par sa vocation prospective, le PADD peut contenir des objectifs d’adaptation au changement climatique, par notamment l’identification de leviers de lutte contre l’effet d’îlot de chaleur urbain portant sur la forme urbaine et la circulation de l’air ou encore sur la présence du végétal dans l’espace urbain. Les objectifs que l’on retrouve de manière récurrente dans les PADD des communes et des EPCI comme la maîtrise de l’urbanisation, la prévention des risques naturels, la préservation des espaces naturels ou encore la qualité du bâti peuvent être facilement mis en lien avec les enjeux de climat urbain (Fedele, 2010). Il peut ainsi comporter des stratégies plus « générales » qui viennent préciser la démarche d’adaptation au changement climatique et des stratégies plus spécifiques, en proposant par exemple des actions de lutte contre les ICU sur des secteurs à enjeux déjà identifiés.

Par exemple, le PADD du PLU de Grenoble recommande, à travers la disposition 8.4, d’intégrer les facteurs climatiques et énergétiques au sein des espaces urbains actuels et futurs. Il pose ainsi des objectifs d’intégration de paramètres physiques comme le relief, l’ensoleillement et le vent dans les choix de localisation et d’organisation de zones urbanisables. Il incite aussi au recours à des techniques et à des matériaux ayant des qualités environnementale et énergétique telles que l’utilisation du bois ou l’implantation de toitures végétales. D’autres objectifs portent par ailleurs sur l’application de principes bioclimatiques, d’utilisation du végétal et du cycle de l’eau ou encore de réutilisation des eaux pluviales.

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Enfin, les annexes du PLU(i) ont une fonction essentiellement informative. Les annexes non réglementaires peuvent être intéressantes à mobiliser dans la mesure où elles peuvent apporter des éléments de connaissance technique sur certains paramètres de l’aménagement ayant une incidence sur le niveau de température de l’espace urbain. Elles peuvent ainsi intégrer des nuanciers de couleur des façades ou des toitures sur certains secteurs à enjeu afin d’inciter les acteurs de la ville à prendre en compte l’albédo lors des projets d’aménagement. Bien qu’incitatifs, ces nuanciers peuvent croiser d’autres enjeux à la lutte contre les ICU tels que l’intégration paysagère ou l’approche sensible de l’espace.

Elles peuvent aussi comporter des guides et des préconisations techniques à destination du public et des acteurs locaux sur l’adéquation des essences végétales avec les enjeux de climat local. Il peut s’agir de précisions sur leur comportement thermique et sur leur capacité de régulation du microclimat : cela peut permettre ainsi de mieux connaître les capacités d’évapotranspiration, de stress thermique, les différents types de feuillage adaptés au confort d’été et/ou d’hiver de chaque essence ou strate végétale.

Les annexes peuvent par ailleurs comporter des guides de recommandations sur la qualité environnementale, énergétique et climatique du bâti, notamment en sensibilisant aux bienfaits de certains principes et mécanismes de l’architecture bioclimatique afin d’améliorer le confort thermique des habitants.

1.2.2. Le PLU(i) : un outil réglementaire efficace pour diminuer l’effet d’ICU lors de la fabrique de la ville Les documents qui viennent d’être présentés n’ont pas de réel caractère contraignant pour les acteurs de l’aménagement et plus largement de la fabrique de la ville : ils ont pour finalité une vocation informative, prospective et stratégique. Or c’est justement par la capacité de contrainte et d’opposabilité de ces outils que les acteurs communaux et intercommunaux peuvent jouer un rôle intéressant dans la lutte contre les ICU, en exploitant les documents qu’ils produisent et en exerçant leurs compétences.

Le PLU(i), juste justement, comporte un volet réglementaire imposant des règles contraignantes, contrairement au rapport de présentation, au PADD et aux annexes. Des traductions réglementaires et programmatiques peuvent participer à la lutte contre les ICU. Ces traductions s’inscrivent au sein du PLU(i) à travers les pièces opposables que sont le règlement et les Orientations d’Aménagement et

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de Programmation (OAP) sectorielles. Ces outils peuvent permettre de traduire les enjeux du climat urbain.

Le règlement, en premier lieu, constitue un outil du PLU(i) particulièrement intéressant pour agir sur le microclimat urbain. Ce dernier est composé de pièces écrites sous forme d’articles et de documents graphiques. Il « fixe les règles applicables de chacune (des) zones » (Code de l’urbanisme, art. R. 1234). Il est ainsi subdivisé en fonction de chaque zone définie préalablement dans le PLU(i). Chaque zone possède donc un règlement spécifique. Cette pièce du PLU est par conséquent le lieu privilégié d’action sur l’aménagement des parcelles (qu’elles soient de domanialité privée ou publique).

Le règlement graphique et le plan de zonage qui le compose va, quant à lui, traduire les choix retenus par le PADD en spatialisant de manière concrète les stratégies et les orientations définies par ce dernier. Dans le cadre d’une prise en compte du climat urbain, il est par exemple possible de classer certains espaces de nature en zone naturelle (N) ou en Espace Boisés Classés (EBC) afin de les protéger et ainsi de pérenniser leur fonction de rafraîchissement.

Le règlement écrit peut, pour sa part, intégrer des préconisations de lutte contre les ICU au sein des différents articles qui s’appliquent à chaque zonage. Par exemple, l’article 9 porte sur l’emprise au sol, les articles 12 et 13 traitent quant à eux des aires de stationnement et des plantations tandis que l’article 15 porte, lui, sur la qualité énergétique et environnementale du bâti.

Cependant, suite à un décret en 2015, l’architecture du règlement a changé et ne s’organise plus selon la déclinaison d’articles mais autour de trois enjeux principaux6. Le règlement du PLUi de Bordeaux Métropole a par exemple anticipé cette nouvelle organisation afin d’être en cohérence avec les derniers textes législatifs et d’assurer une meilleure lisibilité de la règle comme nous le verrons plus tard.

Les articles et prescriptions restrictives des règlements de certains PLU peuvent constituer des leviers potentiels pour modifier le climat urbain par le choix d’éléments ou de formes d’espaces urbains permettant un meilleur comportement thermique de la ville.

Les OAP, quant à elles, existent sous deux formes : les OAP thématiques et les OAP sectorielles, c’està-dire adaptées aux zones délimitées par le projet d’aménagement. Ces dernières ont pour vocation de définir les principes d’aménagement et d’urbanisation des projets ou des opérations urbaines « le décret n°2015-1783 du 28 décembre 2015 relatif à la partie réglementaire du livre 1er du code de l’urbanisme et portant modernisation du contenu des plans locaux d’urbanisme propose une nouvelle articulation du contenu du règlement autour de 3 enjeux : - Destination des constructions, usages des sols - Caractéristiques urbaines, architecturales, environnementale et paysagère - Equipements et réseaux Par la suite, la construction du règlement par articles devient facultative. » (MApUCE, 2016) 6

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d’extension, de renouvellement sur des tissus existants ou sur des zones à urbaniser (AU). Les OAP sectorielles ont ainsi la possibilité d’agir à l’échelle du quartier ou d’un secteur en adaptant ces principes aux caractéristiques climatiques du territoire, en tenant compte du confort thermique des habitants.

Ce sont les OAP sectorisées qui vont retenir notre attention. Ces dernières peuvent en effet « Porter sur des quartiers ou des secteurs à mettre en valeur, réhabiliter ou aménager » (Article L. 151-7 du Code de l’urbanisme). Elles peuvent ainsi avoir un rôle pertinent dans la lutte contre les ICU, notamment par rapport au choix des dimensions des espaces publics, au gabarit des bâtiments ainsi que pour l’installation de systèmes d’eau à ciel ouvert comme les fontaines par exemple. Elles sont un moyen d’intervenir, par l’élaboration de principes d’urbanisation et d’aménagement, sur les éléments urbains et les phénomènes physiques qui participent à l’échauffement de la ville : l’imperméabilisation des sols, la forme urbaine dense, la non-utilisation des eaux pluviales et le faible nombre des zones naturelles. Le choix des couleurs est cependant plus difficile à traduire au niveau réglementaire, il peut être traité en annexe, comme évoqué précédemment.

Un guide a par ailleurs été réalisé par l’Agence d’Urbanisme de Bordeaux Métropole Aquitaine (a’urba) en 2015 portant sur le PLU et la santé environnementale : ce guide identifie les leviers mobilisables au sein du PLU(i) en fonction des paramètres de formation des ICU. De plus, le projet de recherche ANR-MApUCE a pour sa part identifié des pistes méthodologiques et des retours d’expériences pour intégrer les leviers d’action potentiels de lutte contre les ICU au sein de chaque pièce constitutive du PLU. Ces fiches méthodologiques « Climat urbain, énergie et droit de l’urbanisme » confortent l’idée selon laquelle les documents opposables du PLU constituent les outils à privilégier pour atténuer l’effet d’ICU.

L’inscription de règles au sein du PLU(i) à travers le règlement et les OAP sectorielles, apparaît comme le moyen le plus performant pour lutter contre l’ICU, puisqu’il permet d’appliquer à l’échelle de la parcelle une stratégie d’actions ou des recommandations élaborées à l’échelle de la ville (Naegelen, 2016).

Une partie (§ III.4.1.) sera par la suite consacrée à l’identification de ces leviers règlementaires potentiels que sont le règlement et les OAP sectorielles et d’exemples de traduction ayant intégrés la problématique des îlots de chaleur urbains.

Par ailleurs, les communes et leurs intercommunalités ont également des compétences concernant la voirie. Elles peuvent directement agir sur l’espace urbain public, notamment à travers l’élaboration de 37

chartes, guides ou référentiels d’aménagement d’espaces publics. À ce titre, Bordeaux Métropole s’est doté par exemple d’un Guide de Conception des Espaces Publics (GCEP). Ces documents ont la possibilité d’être le support d’une stratégie de prise en compte des paramètres influant sur l’effet d’ICU tels que les matériaux, l’eau ou le végétal à l’échelle des espaces publics et des espaces verts.

1.3.

Les outils opérationnels : une efficience avérée au niveau

technique et réglementaire pour lutter localement contre le phénomène d’ICU 1.3.1. Une prise en compte des paramètres de formation de l’ICU dans les phases de conception et de réalisation des projets d’aménagement Les outils opérationnels identifiés ici sont des instruments à l’échelle infra locale, c’est-à-dire à l’échelle de l’îlot et du quartier. Cette échelle est intéressante au regard d’un paramètre urbain souvent difficile à prendre en compte : le choix de couleur claire des façades et des toitures ainsi que la prise en compte du confort thermique au sein du projet.

Nous nous intéresserons aux deux principaux outils de l’urbanisme opérationnel : la Zone d’Aménagement Concerté (ZAC) et les lotissements en analysant leur capacité d’action sur les constructions neuves.

Tout d’abord, la ZAC consiste en l’intervention d’une collectivité pour aménager une zone dans la perspective de la céder à des personnes publiques ou privées. La prise en compte du phénomène d’ICU et de ses paramètres peut s’observer aussi bien en amont dans la conception que lors de la réalisation du projet. L’échelle du quartier est intéressante par rapport au problème de la surchauffe urbaine car il s’agit d’une échelle suffisamment fine pour connaître en amont les caractéristiques climatiques précises de l’îlot ou du quartier lors de la phase de conception. Lors de la réalisation du projet, il est possible d’inscrire des prescriptions techniques plus restrictives que les documents d’urbanisme comme le PLU, notamment par rapport à la conception bioclimatique des bâtiments. Dans le cas d’une ZAC, la concession d’aménagement ainsi que le Cahier des Charges de Cession de Terrain (CCCT) peuvent contenir des dispositions très précises pouvant porter sur le confort d’été, l’architecture bioclimatique, des coefficients de perméabilité du sol ou encore des palettes végétales adaptées au climat local (Fedele, 2010).

C’est par exemple le cas de la ZAC de Montaudran Aerospace à Toulouse. Des aménagements sensibilisant les habitants à la notion de confort thermique ont été réalisés, notamment à travers la

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création d’ombrières, de fontaines et de plantations d’arbres. La végétation et la présence de l’eau ont été ici les principaux leviers de lutte contre l’effet d’ICU. La réalisation de parcs urbains, la maximisation de la durée d’écoulement de l’eau en surface ou encore l’orientation des bâtiments et des parcs en fonction des vents dominants constituent des exemples de prise en compte des enjeux climatiques aux échelles du bâtiment, de l’îlot et du site de projet.

Cependant, certains choix comme le revêtement de briques au sol posent problème : la brique a en effet un mauvais comportement thermique en accumulant la chaleur durant la journée et en la restituant tardivement la nuit. Cela nous montre que l’attention portée au choix des matériaux urbains et à leur impact sur le phénomène de surchauffe urbaine reste insuffisante.

Autre exemple, le projet urbain Euroméditerranée de Marseille et les ZAC qui le composent montre aussi les potentiels technique et réglementaire que représente l’échelle du quartier et de l’îlot pour prendre en compte le phénomène d’ICU localement. Le Plan guide d’aménagement, réalisé en 2009, accorde par exemple une attention particulière aux caractéristiques climatiques locales en proposant d’orienter la trame urbaine de manière à capter les brises marines pour rafraîchir le site. À cela s’ajoutent des projets de parcs urbains ainsi que le recours à une architecture bioclimatique. L’îlot expérimental Allar constitue un exemple appliqué de ce plan guide, en tenant compte des différents paramètres de surchauffe urbaine.

Un partenariat avec Météo France a permis d’avoir, lors de la conception de ce projet, des données climatiques du site et de faire une évaluation de l’impact du projet sur le microclimat urbain du quartier et de la ville à partir du modèle Town Energy Balance. Ce retour d’expérience et de données microclimatiques a par la suite entraîné l’élaboration de nouvelles règles d’urbanisme qui seront intégrées au PLU de Marseille, permettant donc une traduction réglementaire de recommandations adaptées au territoire visant à lutter contre l’effet d’ICU. Certains écoquartiers ont ainsi intégré des recommandations de lutte contre l’effet d’îlot de chaleur urbain. C’est le cas de la ZAC La Courrouze à Rennes où une coulée verte structure le quartier de la ZAC, assurant ainsi un confort thermique aux habitants. D’autre part, différents aménagements comme des systèmes de noues paysagères, des bassins de rétention ou encore des toitures terrasses végétalisées permettent une gestion alternative des eaux pluviales et une perméabilité des surfaces au sol. De plus, les formes urbaines choisies permettent de limiter les dégagements de chaleur anthropiques au niveau des consommations énergétiques et limitent le piégeage de la chaleur la nuit par une densité fluctuante du bâti.

L’écoquartier Baudens à Bourges dont la réalisation a commencé en 2014 intègre pour sa part des paramètres relevant des matériaux et de l’orientation du bâti dans sa conception. Le choix de couleurs et de teintes claires des matériaux au sol et de ceux employés pour les bâtiments ainsi que la 39

conception de bâtiments à partir de principes bioclimatiques permettent de lutter eux aussi contre l’effet d’ICU. Dans une moindre mesure, les opérations de réalisation de lotissements sont aussi des outils opérationnels intéressants. Il s’agit souvent d’un promoteur privé ou d’une collectivité qui réalise une opération d’aménagement sur des parcelles privées en construisant non seulement l’îlot bâti mais aussi les routes, les voiries et réseaux divers, l’éclairage, c’est-à-dire tout ce qui va constituer le secteur.

En amont de la construction, un règlement spécifique à l’opération de création du lotissement peut venir s’additionner en complément des règles d’urbanisme. L’opérateur a la possibilité d’établir des règles plus contraignantes au niveau environnemental et donc climatique.

Cependant, malgré une attention accrue portée au cadre de vie et à la part du végétal dans certains projets urbains et opérations d’aménagement, les promoteurs et les aménageurs doivent suivre des logiques de rentabilité, notamment en termes de temps et de commercialisation (Naegelen, 2016).

Cela relativise de la sorte la portée des contraintes environnementales.

1.3.2. Les limites de ces démarches à l’échelle du microclimat urbain Ces outils opérationnels semblent insuffisants : le principal effet est que la réduction du phénomène d’ICU ne s’observe que sur un territoire restreint car le climat urbain dépend de l’ensemble de la ville et de son système et non pas seulement d’un bâtiment ou d’un quartier. L’impact d’une prise en compte du phénomène d’îlot de chaleur à l’échelle infra locale se limite au quartier et au bâti environnant. Comme pour le rafraîchissement procuré par les espaces naturels dans la ville, la diminution des températures et le meilleur confort thermique se ressentent peu ou pas dans d’autres quartiers environnants.

D’autre part, la réglementation permettant de prendre en compte les ICU ne s’applique que sur une partie du territoire et non sur l’ensemble de ce dernier, contrairement aux documents d’urbanisme classiques. Les mesures et règles contraignantes diminuent localement l’effet d’îlot de chaleur mais ne sont pas suffisantes pour influer sur le climat urbain du reste du territoire. Même si certains projets comme Euroméditerranée peuvent servir de terrain expérimental pour de nouvelles mesures à introduire au niveau règlementaire.

De plus, ce type d’opérations telles que les ZAC se faisant aujourd’hui essentiellement sur des terres non urbanisées auparavant et donc non soumises à des expositions au phénomène d’ICU, ces actions se situent souvent en périphérie des villes où certes des îlots de chaleur urbains existent mais ces derniers disparaissent la nuit grâce au non piégeage de la chaleur propre au centre dense, comme

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nous le verrons un peu plus tard sur le territoire de Bordeaux Métropole avec les tissus d’activités. Il s’agit ainsi souvent des éco quartiers qui bénéficient exclusivement d’un meilleur confort thermique, au détriment des tissus plus anciens environnants, ce qui peut accentuer des inégalités entre les différentes populations lors des vagues de chaleur, comme nous l’avons vu.

Lorsque ces outils opérationnels concernent des tissus centraux et denses de la ville dans le cadre de stratégies de renouvellement urbain, les enjeux liés au logement et les politiques de la ville peuvent avoir tendance à primer sur la problématique du microclimat urbain (Fedele, 2010), bien que la rénovation énergétique des bâtiments participe à l’amélioration du confort thermique et à la lutte contre la surchauffe de la ville.

Ainsi, bien que le recours à des outils opérationnels permette de lutter localement de manière efficace contre l’îlot de chaleur, leur impact est faible à l’échelle de climat urbain de la ville et ne profite pas à l’ensemble des habitants de l’agglomération ou de la métropole. Cette échelle, bien qu’efficace techniquement, nécessite d’être complétée en amont par une stratégie de lutte contre les ICU élaborée à une échelle autre, celle du territoire urbain.

1.4.

Le recours à des acteurs extérieurs pour une meilleure

connaissance des besoins et des moyens de lutte contre le phénomène de surchauffe urbaine Au-delà des collectivités, des bureaux d’études, des techniciens ou des professionnels (architectes, bailleurs sociaux, promoteurs…), d’autres acteurs peuvent aussi intervenir pour orienter et accompagner les décideurs sur les mesures d’adaptation au changement climatique à mettre en œuvre.

Les agences d’urbanisme ont notamment réalisé des études, des fiches et des guides ou référentiels de « bonnes pratiques » sur le sujet des îlots de chaleur urbains de manière plus ou moins approfondie en fonction du niveau de connaissances scientifiques du climat local et des bases de données de leurs territoires respectifs.

Ainsi, l’Agence de Développement et d’Urbanisme de l’Agglomération Strasbourgeoise (ADEUS) a travaillé sur les îlots de fraîcheur dans la ville en 2014. Par ailleurs, un nombre important d‘agences d’urbanisme comme celles de Grenoble, Lille, Nîmes, Toulouse ou encore de Marseille ont elles aussi réalisé des études de diagnostic et/ou de bonnes pratiques sur le phénomène, aussi bien à l’échelle de l’îlot que de l’ensemble du territoire urbain.

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Par exemple, l’ADEME a depuis quelques années apporté et synthétisé des connaissances techniques et des retours d’expérience sur le sujet. L’outil de pré-diagnostic « Impact Climat » et le document de « Diagnostic de surchauffe urbaine » en sont des illustrations.

De plus, certaines régions comme l’Occitanie ou la Nouvelle-Aquitaine ont mis en place des observatoires scientifiques sur le changement climatique dans leurs territoires respectifs. Ces derniers, tels que le comité AcclimaTerra en Nouvelle-Aquitaine apportent eux aussi, par la réalisation de rapports, une connaissance scientifique sur la problématique de la surchauffe en ville. Cela peut également être mis en place à l’échelle des métropoles, en structurant des organismes spécialement dédiés à l’étude du climat urbain et au recensement des connaissances existantes. La création d’un Observatoire local du Climat est par exemple aujourd’hui à l’étude sur le territoire de la métropole du Grand Lyon à travers le programme de recherche Epoc7.

En plus des principaux acteurs de l’aménagement, les citoyens peuvent eux aussi être mobilisés, comme cela a notamment été le cas en 2015 par la métropole Grand Lyon. Le recours aux habitants permet de mieux appréhender la notion de confort thermique et de perception des îlots de chaleur urbain, notamment par leur qualité d’ « experts d’usage de la ville » (Naegelen, 2016). A leur échelle, aussi bien en tant que propriétaires fonciers et responsables de la consommation d’énergie (besoins de froid) que par leur occupation d’une parcelle du sol, ils ont une capacité d’action qui peut être intéressante à mobiliser, surtout depuis qu’une prise de conscience du phénomène de surchauffe s’observe auprès du grand public.

Enfin, comme nous le verrons par la suite, la recherche scientifique et universitaire, en particulier dans le cadre de programmes de recherche et de convention, est, elle aussi, de plus en plus mobilisée par l’action publique pour enrichir les connaissances sur le climat urbain local des villes.

Bien que la problématique des îlots de chaleur urbains nécessite d’être abordée à différents niveaux d’échelles d’action, nous avons pu voir les limites des documents stratégiques et territoriaux comme les PC(A)ET ou encore les Agendas 21 locaux dans la lutte contre le phénomène d’ICU. Leur portée juridique, que l’on peut qualifier de limitée, ne leur confère pas un réel caractère opposable. Ils ont cependant un rôle important à jouer puisqu’ils informent, incitent et sensibilisent les décideurs politiques et la population.

7

Projet Epoc : Étude de préfiguration d’un observatoire local du climat

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En ce qui concerne les moyens de lutte coercitifs, les communes et intercommunalités semblent être les acteurs à privilégier pour lutter de manière efficace contre la surchauffe des villes en imposant une prise en compte du climat urbain. Cela passe par le recours à des outils de planification et d’urbanisme contraignants comme certaines pièces des PLU(i) mais aussi par les SCoT afin d’intégrer des données sur le climat urbain et sur la vulnérabilité du territoire. L’échelle communale et intercommunale est notamment la dernière instance de décision dans l’aménagement et l’urbanisme en délivrant des permis de construire ou en élaborant des PLU(i), ce qui peut permettre de lutter efficacement contre le phénomène d’ICU lors de la fabrication de la ville.

Ainsi, ces acteurs publics peuvent, lorsqu’ils sont en adéquation avec d’autres acteurs opérationnels privés ou publics, lutter ensemble efficacement pour diminuer les ICU et leurs effets aussi bien à l’échelle du micro climat que du territoire urbain par une territorialisation de l’action.

Cependant, ces outils dépendent avant tout des priorités établies par les communes et par les intercommunalités. La sensibilisation des acteurs politiques à ce phénomène et à ses conséquences, grâce aux documents territoriaux et stratégiques, doit ainsi aller de pair avec l’action des acteurs à l’échelle communale, intercommunale et infra locale. En effet, les questions de performance énergétique et de réduction des consommations d’énergie semblent encore aujourd’hui être davantage prioritaires par rapport à celles liées à l’adaptation climatique de la ville (Colombert, 2008).

2. La prise en compte des ICU sur le territoire de Bordeaux Métropole 2.1.

Contexte géographique, climatique et risque sanitaire sur la

métropole bordelaise Le territoire de la métropole bordelaise, comme le reste des villes françaises, est exposé au réchauffement climatique qui se traduit par une augmentation des températures et par une intensification du phénomène d’îlot de chaleur urbain. Comme nous le verrons à présent, l’inconfort thermique des habitants ainsi que les problèmes de santé urbaine font de la lutte contre le phénomène d’ICU un enjeu majeur pour la métropole.

2.1.1. Un territoire au confort thermique estival parfois critique Bordeaux Métropole est un EPCI qui regroupe 28 communes, concentrant ainsi 748 454 habitants lors du dernier recensement datant d’avril 2016. Son territoire s’étend sur 57 000 hectares et jouit d’un

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climat doux et tempéré avec notamment une influence océanique, du fait de sa proximité avec l’océan atlantique.

Sa situation géographique, au nord-ouest des Pyrénées, expose le territoire à l’effet de foehn. En effet, des remontées de masses d’air chaud issues du Maghreb et de l’Espagne vont, en se confrontant au relief montagneux des Pyrénées, se soulever en se refroidissant côté espagnol avant de redescendre et de se réchauffer côté français du fait d’une saturation de la vapeur d’eau avec l’altitude. Par cette dynamique, l’air chaud et sec venant du côté espagnol va remonter des terres agricoles sèches du SudOuest français et se réchauffer notamment en survolant des sols imperméabilisés, atteignant parfois 40°C sur certaines zones pendant l’été. Les masses d’eau environnantes comme la Garonne et l’Estuaire de la Gironde ne permettent pas de réduire ces poussées d’air chaud, excepté dans une moindre mesure l’océan atlantique qui, par son effet de serre, peut stocker une partie de la chaleur.

De manière plus générale, le climat de la métropole et ses alentours peut se caractériser par des situations météorologiques très variables, avec entre autres des épisodes de forte chaleur et des périodes de canicule pouvant atteindre, voire dépasser les 35°C le jour, tandis que les minimales pendant la nuit peuvent être élevées en étant proches ou supérieures à 18°C lors des périodes estivales. D’autre part, des brises thermiques venues de l’océan, lors des situations de flux venant du sud-ouest et du nord-ouest, rafraîchissent le territoire métropolitain lors des mois d’été. Cependant, des écarts de températures journaliers importants peuvent apparaître lors de situations anticycloniques avec des amplitudes thermiques diurnes pouvant aller parfois jusqu’à 20°C. Lorsque ces situations apparaissent, il est possible d’observer des températures très élevées pouvant monter jusqu’à 39°C en 2011 ou même 40,3°C lors de la canicule d’août 2003. Des épisodes de forte chaleur ont ainsi pu se constater ces dernières années sur le territoire bordelais en juin 2011, en juillet 2013 et au cours de l’été 2018.

Dans le cadre de l’étude sur les îlots de chaleur urbains du territoire commandée par Bordeaux Métropole en 2013, le bureau d’études ECIC et l’association ACMG8 ont réalisé des analyses sur le climat du territoire bordelais et sur les tendances de ce dernier, à partir de données fournies par Météo France et par InfoClimat. Une tendance au réchauffement du climat a ainsi pu être constatée ces dernières années ; cela a pu s’observer par des augmentations des températures moyennes en juillet et en août de l’ordre respectivement de 1,5°C et 2,5°C depuis les années 1980. Ce réchauffement a été observé aussi la nuit avec une augmentation du nombre de nuits « chaudes » par rapport au passé, c’est-à-dire des nuits dont la température est supérieure ou égale à 20°C. De plus, une hypothèse

8

ACMG : Association Climatologique de la Moyenne-Garonne et du Sud-Ouest

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alarmante a été émise à partir de l’analyse de ces données : des situations similaires à celle de l’été 2003, c’est-à-dire 41 jours à plus de 30°C, 16 jours à plus de 35°C et 1 jour à plus de 40°C, sont amenées à se reproduire de manière régulière dans les prochaines années9.

2.1.2. Un risque sanitaire identifié et des mesures de prévention existantes La vague de chaleur d’août 2003 a été responsable de 15 000 décès en France. Les vagues de chaleur comme celle de l’été 2003, lorsqu’elles sont couplées à un taux de pollution atmosphérique élevé, entraînent des dégâts sur les voies respiratoires et accentuent ou créent certaines pathologies cardiovasculaires (InVS, 2003).

Contrairement à une autre métropole du sud-ouest comme Toulouse, la cause principale de mortalité observée sur le territoire de la métropole bordelaise est liée aux fortes températures et non à la concentration de l’ozone. Les causes de décès sont donc propres à celles liées aux canicules comme nous l’avons vu précédemment, telles que la déshydratation, les coups de chaleur ou encore l’hyperthermie.

En réponse aux conséquences humaines désastreuses de l’épisode caniculaire de 2003 et pour faire face à ce potentiel risque sanitaire, un Plan National Canicule (PNC) a été mis en place afin de prévenir et limiter les effets sanitaires des périodes de forte chaleur. Trois différents niveaux d’alerte ont ainsi été définis avec des dispositifs précis à appliquer par les différents échelons territoriaux. À l’échelle du territoire métropolitain et en particulier de la commune de Bordeaux, lorsqu’un PNC est déclenché, une cellule canicule est mise en place afin de connaître, sensibiliser, surveiller et assister des personnes vulnérables âgées, en situation de handicap ou isolées. À ces actions s’ajoutent différentes démarches comme la mise à disposition de salles climatisées ou encore une carte des points d’eau afin de se rafraîchir.

On l’a vu, le phénomène d’ICU augmente la température ambiante dans l’espace urbain. Les territoires urbains et notamment celui de Bordeaux Métropole, par leur densité et par leur taille, concentrent un nombre important d’habitants qui peuvent par conséquent être exposés à des températures très élevées amplifiées par le phénomène de surchauffe de la ville. Cette situation nuit au confort d’été des habitants et s’accompagne de conséquences sanitaires graves pour les populations à risque.

« Entre 1976 et 1990, 14 années s’étaient écoulées, ce qui conduirait à des conditions équivalentes à 2003 de manière régulière à partir de 2017 ou 2018. » Rapport Diagnostic climatologique estival, Îlots de chaleur et de fraîcheur urbains : diagnostic et préconisations sur le territoire de la CUB, Bordeaux Métropole, 2016.

9

45

Face à cet enjeu de lutte contre les ICU, l’étude portant sur les îlots de chaleur et de fraîcheur urbains sur le territoire de Bordeaux Métropole (réalisée en 2016) s’est notamment appuyée sur l’identification des différents établissements sanitaires à risque tels que les Centres Hospitaliers Régionaux et Universitaires (CHRU) ou les cliniques (CLI) et les établissements pour les personnes âgées comme les maisons de retraite et les Établissements d’Hébergement pour Personnes Âgées Dépendantes (EHPAD). Ces données ont par la suite été croisées avec une carte des niveaux de températures sur le territoire de la métropole afin de connaître les lieux et les personnes fragiles face à la surchauffe urbaine. Cette cartographie de la vulnérabilité est disponible en annexe (figure 3).

Cependant, ces établissements sanitaires, bien qu’ils concentrent un nombre important d’individus vulnérables, ne sont peut-être pas des zones à enjeux car ils sont souvent déjà équipés en mesures préventives et en moyens pour faire face à ces périodes de canicule.

En revanche, de nombreuses personnes, notamment âgées ou en difficulté économique ou sociale, vivent dans leurs propres logements qui ne sont pas toujours rénovés thermiquement et énergétiquement. Ces bâtiments, parfois en mauvais état, peuvent rendre leurs habitants encore plus vulnérables aux vagues de chaleur et donc au phénomène d’îlot de chaleur urbain. La connaissance de la répartition de ces personnes vulnérables sur le territoire de la métropole bordelaise paraît donc nécessaire.

2.2.

Bordeaux Métropole et l’adaptation au changement climatique

Le territoire de Bordeaux Métropole, par sa position géographique, son contexte climatique et sa population vulnérable, est donc particulièrement exposé aux effets liés au réchauffement climatique.

Dans ses scénarios, le GIEC prévoit, qu’au-delà du fait d’être situé dans la région de France où le réchauffement climatique sera le plus fort, le territoire de la métropole aura en 2050 un climat équivalent à celui de Séville.

Face à cela, l’adaptation au changement climatique et en particulier la question du climat urbain ont été intégrés par les deux principaux outils territoriaux que sont le PC(A)ET et l’Agenda 21. Ces derniers ont notamment amené la ville à se questionner sur la problématique de surchauffe urbaine ainsi que sur la vulnérabilité liée à cette dernière.

La Communauté Urbaine de Bordeaux (aujourd’hui Bordeaux Métropole) a d’abord lancé en 2007 la construction de son PCET avant d’être actualisé et adopté en 2011 par les différentes communes de l’agglomération bordelaise. Comme d’autres PC(A)ET du territoire français, ce document a été élaboré avec l’objectif d’atteindre le Facteur 4 en 2050 : c’est-à-dire de diviser par 4 les émissions de gaz à effet 46

de serre (GES) d’ici 2050, afin de limiter le réchauffement global à +2°C. Il s’agit d’un objectif inscrit au Plan Climat national de 2004, à la loi POPE10 en 2005 et par le Grenelle de l’Environnement de 2007.

Ce PCET constitue le volet de « lutte contre le changement climatique » de l’Agenda 21. Il est divisé en deux étapes de réalisation : l’une pour la période 2011 à 2014 et l’autre allant de 2014 à 2022.

Cet outil a intégré les problématiques et les enjeux de climat urbain de la ville de manière contrastée à travers les deux documents qui le composent.

Tout d’abord, un « Profil climat » a été réalisé afin d’analyser entre autres les impacts et les vulnérabilités du territoire face au changement climatique. Cependant le phénomène d’îlot de chaleur urbain n’est pas abordé en tant que tel et n’est donc pas identifié.

L’autre document composant le PCET est le Plan d’action. Bien que les actions concernent majoritairement la réduction des émissions de GES, un volet porte sur l’adaptation au changement climatique. Ce volet répond à une volonté de mettre en place des mesures d’adaptation et d’anticipation des impacts climatiques que ne pourront pas être évités, même en restant dans la limite d’un réchauffement des températures de 2°C. À cet effet, plusieurs actions ont été énoncées sur cette thématique d’adaptation et d’anticipation des impacts du changement climatique. Ces actions visent d’une part à connaître les vulnérabilités du territoire, d’autre part, à anticiper les impacts et les dérèglements climatiques par des actions et des politiques d’adaptation.

Une de ces actions a consisté à établir une base scientifique de connaissances sur les vulnérabilités du territoire, par la réalisation d’études prospectives sur les différents risques auxquels la communauté d’agglomération était exposée. Cela passait par des partenariats avec le monde universitaire, l’a’urba ou encore avec l’ADEME. La deuxième action a porté sur des mesures d’adaptation et notamment d’expérimentation et de sensibilisation des acteurs locaux aux impacts du changement climatique. Il s’agissait par exemple de calculer un indice canopée sur l’ensemble du territoire et de recenser des chantiers de végétalisation de toitures et de surfaces verticales. La dernière action a visé à sensibiliser et à imaginer le territoire métropolitain avec une température globale de 2°C minimum. Cela a été réalisé entre 2011 et 2012 par la mise en place d’expositions et d’un recueil de propositions d’adaptation du territoire par différents acteurs de l’aménagement.

C’est dans le cadre de ce programme d’actions que Bordeaux Métropole a engagé en 2014 une étude de diagnostic des îlots de chaleur et de fraîcheur urbains sur son territoire, assortie de préconisations.

Cette étude est détaillée dans la partie 2. § 2.3.

10

Loi de Programmation fixant les Orientations de la Politique Énergétique (2005)

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Plus récemment, en 2017, un « Plan d’action pour un territoire durable à haute qualité de vie » a été adopté ; il s’agit d’un document qui vise à faire de la métropole bordelaise un territoire à « haute qualité de vie » à travers la définition d’orientations stratégiques.

Ce document retient notre attention car il regroupe deux documents stratégiques pouvant intégrer la problématique de la surchauffe urbaine : l’Agenda 21 et le PCAET de la collectivité, leur échéance étant prévue par ailleurs pour l’année 2022. Il comporte un cadre programmatique pour la période 20172050 ainsi qu’un plan d’action de 12 objectifs, avec, pour chaque objectif, des fiches actions à mettre en œuvre sur un plus court terme (2017-2022).

Il identifie notamment l’adaptation au changement climatique et en particulier la lutte contre les îlots de chaleur comme un des enjeux principaux de l’aménagement et de l’urbanisme durables sur le territoire de la métropole.

Ainsi, on peut lire dans l’objectif 7 « Construire un territoire résilient face aux risques naturels et climatiques » des actions devant permettre de mieux comprendre la vulnérabilité du territoire face aux vagues de chaleur et d’anticiper l’augmentation des températures par des adaptations concrètes afin de protéger les populations les plus sensibles des risques climatiques.

Une des mesures opérationnelles préconisées dans la fiche-action 24 « Contribuer à l’adaptation au changement climatique » propose la mise en œuvre d’un plan d’action spécifique au climat urbain.

Cela doit passer par des actions de sensibilisation et d’accompagnement de projets d’aménagements majeurs sur le territoire métropolitain comme les Opérations d’Intérêt Métropolitain (OIM).

Cependant l’adaptation de l’environnement urbain ne semble ne prendre en compte que les projets en cours ou futurs et non les aménagements existants. Or, des îlots de chaleur peuvent déjà être présents dans des tissus urbains déjà constitués, c’est-à-dire situés dans des tissus plus anciens.

Par ailleurs, la prise en compte de la lutte contre les îlots de chaleur urbains est aussi abordée au sein d’autres thématiques environnementales de ce document, mais elle ne retient que l’échelle du microclimat urbain, c’est-à-dire à l’échelle des projets d’aménagement en cours ou futurs comme celui de la ZAC Bastide Niel. Enfin, bien que le terme d’îlot de chaleur urbain apparaisse de nombreuses fois, on remarque que c’est plutôt le rôle de régulateur thermique de l’eau et sa fonction potentielle d’îlot de fraîcheur qui sont identifiés comme un enjeu au sein de ce document stratégique.

Bordeaux Métropole s’est donc efforcée ces dernières années de s’intéresser à la problématique de l’augmentation des températures en ville et plus globalement à l’adaptation au changement climatique. L’intégration de la question du climat urbain au sein du premier PCET de la CUB a permis par la suite, à travers la commande d’une étude spécifique de diagnostic des ICU et des IFU, 48

d’approfondir les connaissances sur le sujet des îlots de chaleur urbains et de commencer à imaginer des premières solutions de rafraîchissement.

2.3. de

L’étude « IFU et ICU : diagnostic et préconisations sur le territoire la CUB » (2016) : du partage de connaissances aux fiches de

recommandations En 2014, une étude a été commandée par la CUB dans la perspective d’approfondir la thématique d’adaptation de la ville aux chaleurs urbaines.

Les objectifs principaux étaient, d’une part, d’améliorer la connaissance des îlots de chaleur et de fraîcheur urbains sur le territoire de la métropole à l’échelle de la ville et du quartier, d’autre part, de s’intéresser au confort thermique des différents quartiers de la métropole afin de commencer à entrevoir des solutions pour améliorer la santé publique et le confort de vie, dans une optique de qualité de vie estivale.

L’étude a été confiée à un bureau d’étude travaillant sur les questions d’énergie et d’environnement, à l’association de scientifiques du climat ACMG11 et à un paysagiste spécialisé dans l’adaptation au changement climatique.

La première étape a consisté à cartographier le territoire en identifiant les zones de surchauffe et de fraîcheur à partir de plusieurs outils de diagnostic : -

Des imageries provenant du satellite Landsat

-

Des photos aériennes de certains quartiers de la métropole réalisées lors d’une campagne de télédétection par un survol du territoire.

Ainsi, plusieurs images satellites en milieu de journée et de nuit pendant des périodes estivales ont été acquises. Ces images sont des thermographies infrarouges, c’est-à-dire qu’elles visualisent en une prise de vue le rayonnement de chaleur des matériaux grâce à une palette de couleurs où le rouge indique que le matériau, le bâtiment ou le territoire est chaud, et inversement avec le bleu et le vert qui indiquent quant à eux des zones plus fraîches. Cet outil permet de connaître la température de surface des matériaux et non de la température ambiante.

Ces analyses ont par ailleurs été complétées par des analyses d’images satellites historiques en 1987, 2003, 2006 et 2013. Cette étude historique a permis de voir que le territoire s’est globalement réchauffé depuis les années 80 et que certains îlots de chaleur sont apparus, notamment à la suite de l’aménagement de nouvelles zones commerciales et industrielles, au détriment d’espaces naturels et

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ACMG : Association Climatologique de la Moyenne-Garonne et du Sud-Ouest

49

donc de fraîcheur. Cependant, certains nouveaux aménagements, la requalification d’un certain nombre d’espaces en rive gauche et en rive droite (quais, friches industrielles...), ont permis de réduire l’effet d’ICU sur la partie nord de la ville, autrefois très marqué par le phénomène d’ICU et facilement observable à l’échelle du territoire.

Le recours à ces deux outils a permis d’établir un diagnostic climatique estival du territoire où les îlots de chaleur urbains ont été principalement observés sur les espaces très minéraux tels que les toitures, les parkings, certaines places publiques, les routes et les rues, les gares et les voies ferrées, les friches et champs secs ainsi que les zones industrielles, portuaires et commerciales. Les zones les plus chaudes sont donc souvent des espaces plans comme les parkings où la température peut varier de 25 à 30°C tandis que les espaces végétalisés ont des écarts allant de 8 à 15°C. De plus, les images satellites de nuit ont révélé que les zones les plus chaudes durant le jour ont tendance à devenir parfois légèrement plus fraîches que celles étant les plus tempérées pendant la journée. Cela s’explique entre autres par la ventilation nocturne liée aux différentes formes urbaines.

La campagne de prise d’images thermiques aériennes, offrant une définition du pixel plus importante que les images satellites (de l’ordre de 1 m contre 30 m), a, quant à elle, apporté plus de précisions sur la répartition des ICU et des IFU à l’échelle du quartier, mais n’a pas fourni un apport significatif supplémentaire pour l’analyse de ces derniers à l’échelle du territoire métropolitain. Enfin, un lien entre la santé et le phénomène d’ICU a été réalisé par une cartographie croisant la répartition des différents établissements sanitaires abritant des personnes vulnérables avec la carte des niveaux de températures à l’échelle de la métropole.

Après cette première analyse territoriale, une campagne de mesure de la température de l’air ambiant, et non de la température des surfaces comme cela a été le cas lors de l’élaboration du diagnostic climatologique, a été menée. Les moyens employés cette fois-ci ont été le recours à des capteurs de température d’air et d’humidité fixes et mobiles (à vélo). L’installation d’une trentaine de capteurs thermiques sur des zones classées chaudes, intermédiaires et froides, d’une part, a permis, de mieux connaître le rôle de l’hygrométrie dans les sols par rapport à l’intensité de l’effet d’ICU et, d’autre part, de comprendre l’impact du vent sur la zone d’influence d’une zone fraîche ou chaude. En effet, la direction du vent peut entraîner une diminution de 50 à 100 mètres de l’influence de ces zones sur les espaces environnants. Ces mesures de l’air ambiant, par les capteurs fixes et mobiles (à 1,50 mètre à l’air libre au-dessus du sol), ont aussi été employées dans le but de vérifier les différents écarts thermiques observés sur les images satellitaires. Par exemple, des amplitudes thermiques élevées ont été observées sur certains espaces, notamment de l’ordre de 15°C le 22 août 2013 entre un parking situé à proximité du chantier du nouveau stade et un îlot au milieu du jardin public de Bordeaux.

50

En parallèle à cela, des mesures infrarouges ont été réalisées par l’utilisation d’une caméra thermique afin d’identifier les températures de surface des matériaux de certains espaces publics situés sur le territoire bordelais.

Cet outil, croisé avec des modélisations 3D, a permis de cartographier, à l’échelle de l’espace public et de l’îlot, les zones chaudes et froides selon des tranches de température. Des sites pilotes ont par la suite été choisis afin de mieux connaître et améliorer le confort thermique de ces espaces. Il s’agit de places publiques des centres-villes de Le Taillan-Médoc, Mérignac, Pessac, Talence et de Mérignac, d’une école primaire à Saint-Médard-en-Jalles, de l’îlot commercial Renault au Bouscat faisant l’objet d’un projet d’aménagement dédié à des logements, du centre commercial récent Rives d’Arcins à Bègles et du futur quartier Brazza sur d’anciennes friches industrielles à Bordeaux. Ces sites pilotes comportent donc pour chacun d’entre eux, un diagnostic des ICU et des préconisations de lutte contre ces derniers.

Enfin, l’ensemble de ces démarches a conduit à l’élaboration de 34 fiches-actions proposant des recommandations génériques à mettre en œuvre afin de limiter les ICU et de développer les IFU sur le territoire. Il s’agit de solutions techniques (couleur, eau, végétal, architecture…), réglementaires (planification) ou encore d’actions de communication (sensibilisation, restitution de l’étude) qui sont à s’appliquer aussi bien sur des aménagements existants que sur des projets futurs.

Au-delà des connaissances et des préconisations apportées par cette étude, elle a également permis d’amplifier la prise de conscience locale sur le phénomène d’îlot de chaleur urbain.

L’exposition ICU et IFU sur l’étude présentée en 2015, à destination du grand public, a sensibilisé ce dernier aux enjeux de surchauffe urbaine et à la nécessité de préserver les îlots de fraîcheur existants.

Cette étude a permis d’alimenter le PCAET existant en intégrant des données sur le climat urbain, renforçant ainsi le volet de l’adaptation au changement climatique. À l’échelle de la métropole, cela a permis de mieux connaître les outils les plus adaptés afin d’identifier les ICU et les IFU mais aussi de prendre conscience de la pertinence de recourir à des images satellites.

Par ailleurs, de manière plus technique, une autre retombée peut s’observer à travers l’intégration de préconisations, au sein du Guide de conception des espaces publics, sur les matériaux employés.

Parallèlement à cette étude, l’élaboration d’un outil d’analyse du confort thermique diurne « Score ICU », adapté aux professionnels de l’aménagement pour lutter contre la surchauffe à l’échelle d’une place publique ou d’un projet de ZAC par exemple, peut aussi être vue comme une retombée opérationnelle de cette étude.

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Enfin, la réalisation de l’ensemble de ces démarches a entraîné une prise de conscience des élus et des professionnels à ce sujet et des réflexions ont commencé à émerger sur l’intégration de recommandations dans le PLU actuel de la Métropole, à partir notamment ce qui existe déjà en termes de préconisations urbaines qui luttent indirectement contre les ICU. 2.4.

La nécessité d’une analyse complémentaire exhaustive et fine des

ICU sur le territoire Si nous connaissons maintenant les différents paramètres urbains qui peuvent intervenir pour traiter les ICU, comme le choix des matériaux, des revêtements et de la forme urbaine, l’importance des dégagements de chaleur anthropiques et la place accordée à l’eau et au végétal, cependant chaque ville, par sa configuration, se caractérise par des morphologies urbaines particulières, empêchant de la sorte un traitement unique et global pour limiter l’échauffement de la ville. Les solutions de lutte contre le phénomène d’îlot de chaleur urbain doivent donc être envisagées à une échelle beaucoup plus restreinte, de façon à prendre en compte ces particularités. Ce qui fonctionne pour certains tissus urbains ne garantit pas une même efficacité pour d’autres : planter des alignements d’arbres sur une voie n’aura pas le même effet d’atténuation de l’ICU selon l’orientation de cette dernière.

Le fait qu’il n’existe pas de solution unique nécessite donc une territorialisation de l’action.

Par ailleurs, on l’a vu, les fiches actions qui émanent de l’étude sur les ICU et les IFU de Bordeaux Métropole sont génériques, et n’étant pas spatialisées sur le territoire de la métropole, elles sont difficiles à mettre en œuvre pour être appliquées localement de manière efficace.

En outre, si des démarches ciblées sont conduites par la Métropole pour anticiper la création d’ICU sur certains sites de projet (Brazza, ZAC des Vergers du Tasta à Bruges…), un enjeu majeur de la lutte contre les ICU consiste en l’adaptation des tissus constitués. Or l’analyse des paramètres impactant l’effet d’ICU montre que les actions à conduire seront nécessairement spécifiques à chaque tissu.

L’étude réalisée par Bordeaux Métropole a permis d’apporter des éléments de connaissance essentiels à la caractérisation des ICU sur le territoire métropolitain, en mobilisant différentes données et différents outils. Elle a également permis d’envisager des solutions sur des sites à enjeux (places de centre-ville, centre commerciaux…).

Pour autant, la mise en œuvre d’une stratégie d’action globale sur les ICU de Bordeaux Métropole nécessite de construire, à partir des données fournies par l’étude, une approche territorialisée « exhaustive » permettant de comprendre de façon globale et locale, le fonctionnement de chaque tissu urbain constitutif de la métropole au regard de la formation des ICU.

52

En effet, si des démarches ciblées sont conduites par la Métropole pour anticiper la création d’ICU sur certains sites de projet (Brazza, ZAC des Vergers du Tasta à Bruges…), un enjeu majeur de la lutte contre les ICU consiste en l’adaptation des tissus constitués. Or l’analyse des paramètres impactant l’effet d’ICU montre que les actions à conduire seront nécessairement spécifiques à chaque tissu.

Une approche exhaustive et différenciée du phénomène d’ICU sur le territoire de la métropole s’avère donc indispensable en complément des éléments d’analyse fournis par l’étude de Bordeaux Métropole.

53

3

L’élaboration d’une stratégie d’action territorialisée sur le territoire de Bordeaux Métropole

3. L’élaboration d’une stratégie d’action territorialisée sur le territoire de Bordeaux Métropole Cette partie cherche à montrer que la territorialisation des ICU peut se faire par différentes méthodes, en particulier avec celle qui consiste à s’appuyer sur les zonages du PLU. Nous verrons dans un deuxième que celle-ci peut s’avérer pertinente comme support de référence territoriale à partir de duquel il est possible d’analyser le risque lié aux ICU. En prolongement, une analyse d’un tissu urbain à l’échelle « micro-territoriale » sera conduite afin de formuler des recommandations visant à résorber les effets d’ICU constatés.

Enfin, il sera indispensable de prolonger celle-ci par la mise en place de contraintes réglementaires dans les documents d’urbanisme. En effet, cela permettra de traduire ces actions de manière opérationnelle sur le territoire de Bordeaux Métropole.

1. Une approche par zonages du PLU 3.1 : une clé de territorialisation intéressante pour territorialiser les ICU par tissus urbains 1.1.

Une méthode générique d’identification et d’évaluation des ICU

1.1.1. La méthode de classification géoclimatique LCZ de Oke & Stewart (2012) Les géographes canadiens Timothy R. Oke et Ian D. Stewart ont établi un système de classification géoclimatique des sites urbains et ruraux en fonction de leur différenciation thermique appelés Zones Climatiques Locales (Local Climate Zones, LCZ). Cette méthode permet de qualifier les espaces ouverts et construits par le type d’influence climatique, en se basant sur leur typo-morphologie, leur comportement thermique ou radiatif et leur capacité de rafraîchissement.

Ces LCZ peuvent se définir comme des entités spatiales allant de 100 à 1000 mètres sur un plan plat.

Chaque LCZ représente donc une géométrie de l’espace urbain ou rural et une occupation du sol spécifiques entraînant un climat particulier, c’est-à-dire avec des températures de surface homogène propre à chaque LCZ. Pour les différencier, ces zones possèdent chacune un ensemble de propriétés influant la température de référence. Il s’agit des principaux paramètres urbains qui influent sur le climat urbain et donc potentiellement sur la formation de l’ICU comme la part de végétation, la hauteur et la forme du bâti, l’humidité du sol, la rugosité des arbres ou encore les émissions de chaleur humaine.

54

Par l’observation des villes d’Amérique du Nord, Stewart et Oke ont ainsi pu élaborer une hiérarchie de 17 zones climatiques selon leurs propriétés respectives. On compte ainsi 10 LCZ de type « bâti » (« building ») référencées de 1 à 10 et 7 LCZ de type « non bâti » (« land cover ») référencées de A à G (Stewart et Oke, 2012). Les types de classification LCZ et de combinaison se trouvent en annexe (figure 4).

Parallèlement

à

cette

classification,

10

indicateurs

(facteur

SVF,

albédo,

indice

d’imperméabilisation...), relatifs aux propriétés énoncées précédemment, ont été élaborés afin de renseigner chaque LCZ sur le degré d’influence climatique. Ces indicateurs doivent être renseignés par des bases de données urbaines. Chaque zone est ainsi renseignée sous forme de fiche illustrée présentant les différents éléments de la démarche (annexe figure 5).

La classification géoclimatique permet donc de diviser le territoire en zones selon leurs caractéristiques climatiques en s’appuyant sur les paramètres morphologiques de la ville et d’occupation du sol. Cette approche typo-morphologique peut ainsi permettre d’expliquer les ICU à partir de la composition des tissus de la ville, ces tissus étant regroupés en zones de tissus compacts, ouverts, ruraux et d’activités.

De manière plus générale, utiliser cette méthode, internationalement reconnue, permet d’identifier rapidement sur un territoire les zones de tissus urbains similaires au niveau climatique à partir d’indicateurs et de cartographier ces zones à l’aide d’un outil SIG, renseignant ainsi sur les zones à enjeux en terme d’ICU. Bien que les tissus urbains des villes d’Amérique du Nord diffèrent beaucoup de ceux en Europe12 par la forte hétérogénéité des tissus urbains, cette méthode de territorialisation des ICU est cependant transposable à des villes européennes et notamment françaises, en faisant correspondre certaines LCZ avec des classifications morphologiques existantes déjà élaborées, comme nous le verrons par la suite.

1.1.2. Exemples de démarches territorialisées LCZ ayant intégré la question des ICU Deux exemples à différentes échelles de démarche territorialisée, en utilisant la méthode LCZ dans le but de cartographier l’îlot de chaleur urbain, peuvent être vus dans un premier temps à travers une

Par exemple le premier « building type » de la classification LCZ (« Compact highrise ») correspond à des quartiers d’affaires constitués d’immeubles très hauts (Central Business District, CBD), hors, excepté dans les grandes métropoles européennes, ce type de tissu urbain existe de manière très ponctuelle et sporadique dans les autres villes européennes.

12

55

étude menée par l’IAU en 2017 sur le territoire francilien et dans un second temps par un travail réalisé par l’ADULM13.

A la suite de plusieurs travaux servant des bases de connaissance sur le phénomène d’ICU, l’IAU a réalisé, dans le cadre d’une commande régionale relevant du Plan Régional Climat (PRC) adopté en juin 2011, une étude plus approfondie sur l’identification des zones sujettes à effet d’ICU et sur l’estimation de leur degré de vulnérabilité sur le territoire de l’Île-De-France.

Contrairement à d’autres démarches d’identification des ICU, cette étude s’est affranchie des données d’observations climatologiques et météorologiques, en se basant uniquement sur les caractéristiques urbaines et d’occupation du sol du territoire francilien. Elle s’est ainsi appuyée sur la classification théorique LCZ afin, dans un premier temps, d’identifier les îlots urbains propices à la formation des ICU en fonction de leurs caractéristiques typo-morphologiques.

Pour caractériser l’aléa ICU et donc l’influence climatique des îlots urbains, l’agence d’urbanisme s’est appuyée sur les données géographiques et les SIG qu’elle possède.

Pour cela, le parti pris a été de travailler à l’échelle intermédiaire du pâté de maisons en utilisant comme entité de référence l’Îlot Morphologique Urbain (réalisée lors d’une précédente étude par l’IAU en 201214) pour définir les zones à effet d’ICU. Il s’agit en effet d’un référentiel géographique pertinent pour employer la méthode LCZ. En effet, cette entité inclut déjà des indicateurs typo-morphologiques des îlots bâtis et non bâtis, indispensables à la classification des îlots en zones.

La première étape a donc consisté à classer les îlots urbains et ruraux franciliens (IMU) en zones climatiques locales (LCZ) à partir d’une quarantaine d’indicateurs typo-morphologiques. Par exemple, ces indicateurs, ou propriétés LCZ, étaient le trafic routier (rejet potentiel de flux anthropogénique), l’indice de rue canyon, la hauteur moyenne des immeubles et des arbres, le facteur de vue du ciel (SVF) ou encore le pourcentage de surfaces d’emprises bâties. Chaque îlot s’est ainsi vu attribuer un type LCZ ainsi que les 10 propriétés LCZ. Le recours à la méthode de classification géoclimatique de Stewart & Oke a donc permis ici de connaître de manière précise l’interaction entre la forme urbaine, l’occupation des sols et le climat urbain de chaque IMU.

13

ADULM : Agence de Développement et d’Urbanisme de Lille Métropole

« Les îlots morphologiques urbains (IMU) : Délimitation et caractérisation des « IMU 2012 » en Île-de-France », IAU (2016).

14

56

Par la suite, un travail a consisté à qualifier l’intensité de l’effet d’ICU ou d’IFU sur ces îlots, en synthétisant entre autres les caractéristiques de l’îlot, les apports potentiels de fraîcheur autour et la situation géographique. Par l’élaboration de seuils et de notations, il a été in fine possible d’élaborer des classes de l’aléa d’effet d’ICU de jour et de nuit dans lesquels les îlots ont été distribués afin d’être cartographiés.

Un deuxième temps a consisté à cartographier la vulnérabilité liée à l’effet d’ICU en identifiant les îlots abritant les populations vulnérables à partir de données urbaines variées sur la population et sur le bâti.

Le croisement de ces deux principaux travaux sur l’aléa et la vulnérabilité a permis in fine l’énonciation de préconisations d’actions tenant compte des spécificités locales des îlots et de leur propriétés climatiques et sociodémographiques.

À l’échelle du territoire métropolitain, une autre étude intéressante a été menée par l’ADULM afin d’analyser l’impact des spécificités de certains tissus urbains de la métropole lilloise dans la formation des ICU en période caniculaire à partir de la méthode LCZ de Stewart et Oke. Tout d’abord, afin d’obtenir des données thermiques pour chaque commune adhérant à la Métropole lilloise, des photographies thermiques aériennes au sol ainsi qu’une campagne de mesure fixes de la température de l’air ambiant (à 2 mètres au-dessus du sol) ont été faites, entraînant la réalisation d’un profil thermique territorial des ICU. À partir des observations de ce dernier, une approche typomorphologique a été envisagée afin d’expliquer les ICU par la composition des différents tissus urbains.

L’agence d’urbanisme de Lille Métropole a par la suite eu recours à la méthode LCZ et s’est appuyée sur la typologie de l’Atlas morphologique urbain (élaboré par l’agence) pour connaître les propriétés des tissus de la métropole.

En croisant ces deux classifications, 6 types de LCZ ont été identifiés sur le site d’étude de la métropole choisi, permettant ainsi de comparer les tissus urbains au niveau de leur comportement climatique lors des périodes de fortes chaleurs.

Les résultats ont finalement permis de hiérarchiser les types d’habitations qui s’échauffent le plus et donc les plus sujettes à la formation d’ICU. Un dernier travail a été d’énoncer des recommandations génériques de lutte contre la surchauffe urbaine et de voir comment intégrer ces objectifs de lutte contre les ICU et de prise en compte du climat urbain dans le PLU de la Métropole.

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Ce travail d’intégration du phénomène dans le PLU s’est cependant limité à l’énonciation de préconisations non territorialisées, et donc non spécifiques aux tissus sujets à l’effet d’ICU précédemment identifiés par le travail de croisement des typologies LCZ et des tissus de l’Atlas morphologique urbain.

Comme nous avons pu le voir à travers ces deux exemples d’application du système de classification géoclimatique de Oke et Stewart, l’approche typo-morphologique constitue un modèle d’analyse des ICU empirique qui permet de comprendre l’interaction entre les formes urbaines, l’occupation des sols et le climat urbain.

Cette méthode, développée par la Recherche et reconnue internationalement, nécessite au préalable l’existence de données urbaines et dans l’idéal une classification existante des différents tissus urbains en fonction de leur morphologie.

Le recours à cette méthode peut donc nécessiter un investissement en temps pour récupérer, traiter ces données et pour construire des cartes à partir d’un outil SIG. Bordeaux Métropole, disposant de données de télédétection satellite (infrarouge thermique) suite à l’étude menée en 2016, nous a ainsi permis de disposer de descriptions fines des disparités spatiales des températures de surface. C’est pourquoi, comme nous le verrons par la suite, nous avons fait le choix d’une approche différente afin de territorialiser les ICU, c’est-à-dire de cartographier les tissus urbains sujets à l’effet d’ICU, voire d’IFU. 1.2.

La constitution des familles de zonages de tissus urbains : une

entité de référence territoriale pour l’analyse des ICU En alternative à la méthode LCZ de Oke et Stewart, nous avons fait le choix de nous appuyer sur les zonages du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole. Le choix de cette approche peut s’expliquer par deux motivations principales.

D’une part, grâce aux zonages du PLU, en plus de nous permettre de disposer d’une clé de territorialisation intéressante des tissus urbains de la métropole, il est possible d’appréhender ces tissus du point de vue de leur évolution dynamique. En effet, les règlements de chaque zone traduisent la mutabilité plus ou moins forte de ces dernières.

D’autre part, l’approche par zonage du PLU nous permet d’énoncer des propositions d’évolution du règlement écrit, dans l’optique d’une meilleure adaptation des territoires aux ICU. Il est ainsi possible d’adapter le territoire métropolitain en s’appuyant sur la dynamique de construction « au fil de l’eau » encadrée par le PLU. En outre, cela permettra aussi de mettre en œuvre l’action « 8.1- Intégrer des

58

éléments de lutte des ICU dans les documents de planification (PLU) » des fiches actions élaborées au cours de l’étude de Bordeaux Métropole.

1.2.1. Introduction aux zonages du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole Pour rappel, la version révisée du PLU de Bordeaux Métropole a été approuvée le 16 décembre 2016.

Son règlement écrit comporte quatre grandes familles de zones.

La première famille correspond aux zones multifonctionnelles (UM). Comme leur nom l’indique, ces dernières accueillent des fonctions variées qui sont l’habitat, les commerces et les équipements.

L’habitat constitue généralement la destination dominante. Ces zones comprennent elles-mêmes cinq grandes familles : -

Les centralités anciennes et cœurs historiques,

-

Les tissus à dominante d’échoppes, faubourgs et maisons de ville,

-

Les tissus à dominante de grands ensembles collectifs et tissus mixtes,

-

Les tissus à dominante de maisons individuelles récentes,

-

Les secteurs urbains en lisière de zones naturelles ou agricoles.

On compte, au total, 39 zones UM, ayant chacune leur règlement propre.

La deuxième famille de zones sont les zones urbaines particulières (UP). Ce zonage concerne les sites faisant l’objet d’un projet urbain étudié et validé, favorisant notamment la production d’habitat, qui nécessitent donc la rédaction d’un règlement adapté. Ces projets peuvent être de différentes natures : il peut s’agir de grands projets comme des Opération d’Intérêt National (OIN) ou des ZAC..., de projets liés à la redynamisation du tissu urbain des centres-villes et des centres-bourgs, de projets en faveur de la diversité sociale comme les opérations « politiques de la ville » et de sites de développement responsable tels que les secteurs de lisière par exemple.

Par ailleurs, à ces secteurs de projet s’ajoutent les zones UP liées à la préservation et à la mise en valeur du patrimoine, notamment l’ensemble du secteur dit de « la ville de pierre ».

On compte ainsi, en tout, 79 zones UP. Les zones urbaines spécifiques (US) comprennent quant à elles trois grandes catégories de zones : -

Les zones urbaines spécifiques à vocation équipement, qui accueillent les équipements publics et les grands services urbains comme par exemple le Centre Hospitalier Urbain (CHU) ou le campus universitaire,

59

-

Les zones urbaines spécifiques à vocation économique : il s’agit entre autres des zones d’accueil des activités productives et logistiques et des zones économiques généralistes,

-

Les zones urbaines particulières d’aménagement commercial qui sont les grands pôles commerciaux de la métropole.

On compte, au total, 12 zones US. Enfin, les zones UPZ, étant la dernière grande famille de zonages, viennent compléter les zones urbaines particulières d’aménagement commercial (US) pour les grands pôles commerciaux inscrits en tant que ZACOM (Zones d’aménagement commercial) au SCoT de l’aire métropolitaine bordelaise.

On compte 9 zones UPZ. Le règlement écrit du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole compte ainsi quatre grandes familles de zones pour un total de 140 zonages différents.

1.2.2. Méthode de construction des familles de zonages Compte tenu du nombre élevé de zonages composant le règlement du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole, il n’était pas envisageable de procéder à une analyse des ICU pour chacun de ces zonages pris séparément. C’est pourquoi, comme nous allons le voir, un travail de regroupement de ces zonages par familles a été entrepris.

Les zonages présentant des caractéristiques morphologiques proches au regard des enjeux énergieclimat ont ainsi été regroupés au sein d’une même famille. Pour cela, quatre critères morphologiques, en lien avec le PLU, ont été retenus pour réaliser cette classification : -

La morphologie du bâti comme les hauteurs et l’alignement sur rue,

-

La typologie et la part des espaces libres : il s’agit par exemple d’espaces non construits sur la parcelle, comprenant des espaces en pleine terre,

-

La valeur patrimoniale du bâti,

-

La mutabilité des tissus.

Ainsi, cette classification en familles doit permettre d’analyser les zonages du PLU du point de vue des enjeux climatiques mais aussi énergétiques (rénovation énergétique, recours aux énergies renouvelables et de récupération) dans le cadre d’autres études. La valeur patrimoniale du bâti peut par exemple avoir des conséquences sur la capacité à isoler les bâtiments par l’extérieur. La part des espaces libres a pour sa part des conséquences sur le microclimat urbain. La mutabilité des tissus

60

permet, quant à elle, d’apprécier les marges de manœuvre d’action sur la forme urbaine lors de la formulation des recommandations.

La classification selon ces quatre critères morphologiques peut s’observer à titre illustratif sur l’extrait ci-dessous du tableau de constitution des familles de tissus urbains. La version complète figurant en annexe (figure 6).

Figure 14 : Extrait du tableau méthodologique de construction des familles de zonages (tissu « Immeubles de rapport ») N°

Famille

Zonages concernés

Morphologie du bâti

1

Tissus immeubles de rapport

UP1-UP2 ; PSMV ; UP69

Bâti R+3 à R+5 sur voirie souvent multifonctionnel

2

Centralités anciennes et cœurs historiques stables

UM1; UM9

3

Centralités anciennes et cœurs historiques mutables

UM10

4

5

Échoppes, faubourgs et maisons de ville avec présence de jardins sur rue

UM2; UM5; UM6; UM11; UM34; UP1

Échoppes, faubourgs et maisons de ville à l’alignement

UM4; UM28; UP1-UP2; UP37; UP69

Bâti R à R+2 sur voirie souvent multifonctionnel

Mutabilité des tissus

Valeur patrimoniale

Typologie et part des espaces libres

Faible Forte

Forte

Maisons de ville R+1 constituant un front bâti petit jardin sur rue et grand jardin en arrière

Moyenne (mutation liée à l’évolution des besoins des ménages) à forte

Maisons mitoyennes en RDC à R+1 à l’alignement sur la rue

Faible

0.70/0.80 Petites cours ou jardins intérieurs de taille variable

0.60/0.80 Petit jardin sur rue et grand jardin en arrière Moyenne

0.60/0.65 Jardin à l’arrière Source : a’urba

Par ailleurs, il est important de noter que certaines zones (UP notamment) très spécifiques et très faiblement réparties sur le territoire n’ont pas été prises en compte dans le tableau de classification.

De plus, les zones de la ville de pierre (UP1 et UP2), ayant des caractéristiques morphologiques variables, ont dû être découpées en sous-secteurs redistribués au sein des différentes familles.

Ainsi, le travail de regroupements des zonages opéré a conduit à la définition de 21 familles de tissus urbains, pouvant elles-mêmes être classées en quatre « macro-familles » : les tissus patrimoniaux, les tissus d’habitats collectifs, les tissus pavillonnaires et les tissus d’activités, économiques et commerciales.

61

Figure 15 : Familles de tissus urbains à partir des zonages du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole

Source : a’urba

Cette classification est synthétisée dans le schéma ci-contre (figure 15). De plus, la spatialisation des familles de tissus à partir du plan de zonage du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole a permis de réaliser la carte figurant en annexe (figure 7).

L’approche par zonages du PLU et la classification de ces derniers en tissus urbains nous permet donc, in fine, de réduire l’analyse potentielle des 140 zonages du PLU à celle des 21 familles ainsi constituées. Cette analyse fait l’objet de la partie suivante.

62

2. Analyse du niveau de risque d’ICU sur Bordeaux Métropole Afin d’analyser le niveau de risque sur Bordeaux Métropole, nous nous sommes reportés à la formule suivante : « risque = aléa x vulnérabilité ».

L’aléa est ici la formation et l’effet plus ou moins fort de l’îlot de chaleur urbain puisqu’il s’agit d’un phénomène d’origine naturelle et anthropique sur un espace donné. Nous analyserons donc ce dernier dans un premier temps afin d’en élaborer une typologie propre aux tissus urbains observables sur le territoire de Bordeaux Métropole. La vulnérabilité, peut quant à elle, se définir comme étant le niveau d’effet prévisible de ce phénomène sur des éléments à enjeux comme l’homme et les activités.

Il faudra donc dans un second temps choisir des facteurs ou des indices de vulnérabilité tels que le peuplement, les activités ou encore la répartition de la population et des biens sur un espace donné.

C’est dans un dernier temps, en croisant les facteurs d’endommagement (ou aléas) avec les facteurs de vulnérabilité, qu’il sera possible d’estimer le risque d’ICU présent au sein de chaque famille de tissus morphologiques. Le risque peut ainsi se définir comme la probabilité d’occurrence de dommages en fonction des interactions entre l’aléa et la vulnérabilité. Cette formule d’identification du risque s’analysera notamment par l’outil d’une grille que nous verrons par la suite.

2.1.

Analyse de l’aléa ICU

L’analyse macro territoriale s’est basée sur une cartographie issue elle-même d’une imagerie satellitaire de jour du 4 septembre 2013 provenant du satellite américain Landsat 8. Cette dernière a été utilisée par Bordeaux Métropole dans le cadre de l’étude de diagnostic des ICU et des IFU sur le territoire en 2014. A partir du bilan climatologique réalisé lors cette étude, nous avons retenu cette image en particulier car bien que la température de l’air fût comprise entre 29 et 33° à 13h le jour de la prise de vue, le vent dominant était orienté sud-est, ce qui est favorable à la formation des ICU sur la métropole. De plus, le fait qu’il n’y ait pas eu de pluies importantes lors des semaines précédentes a diminué le rafraîchissement par évaporation de l’eau des sols, nous permettant ainsi d’avoir à travers cette image des sols secs, une végétation parfois en stress hydrique, offrant donc des conditions naturelles propices à la formation des ICU. Par ailleurs, nous n’avons pas utilisé d’imagerie satellitaire nocturne par souci de temps, bien que l’observation des ICU et des IFU la nuit soit très intéressante notamment par rapport au confort thermique de la population.

En s’appuyant sur la cartographie des températures de surface à partir de l’imagerie satellitaire énoncé précédemment et en superposant les couches SIG des familles de zonages sur cette dernière, il est 63

possible de qualifier globalement le niveau de température au sein de chaque famille de tissus. Cela permet ainsi de constater la présence ou non d’ICU, l’intensité des effets de ce dernier au niveau thermique et leur répartition dans chaque famille.

De plus, toujours par l’observation de cette cartographie des températures de surface à l’échelle métropolitaine, nous allons pouvoir remarquer si certaines familles de tissus contiennent ou constituent des puits ou des îlots de fraîcheur. L’analyse qui suit vise donc à renseigner l’ensemble de ces éléments pour chaque famille, à travers une approche macro-territoriale.

Cependant avant de pouvoir analyser l’ensemble de ces familles de zonages, il est important d’élaborer une typologie des îlots de chaleur urbains sur Bordeaux Métropole, allant de l’effet d’ICU le moins marqué à celui le plus fort et le plus étendu. La typologie suivante a été établie à partir de l’observation de l’ensemble des ICU présents sur la métropole et sera le support principal de l’analyse de l’aléa d’ICU. Figure 16 : Typologie des îlots de chaleur urbains sur le territoire de Bordeaux Métropole

Source : a’urba

Comme expliqué précédemment, à l’aide de cette typologie et en prenant appui sur la cartographie des ICU sur le territoire de Bordeaux Métropole, nous pouvons donc qualifier globalement le niveau de température au sein de chaque tissu et constater spatialement la répartition et l’intensité des points « chauds » et « froids » au sein de ces familles de tissus urbains.

64

2.1.1. Tissus patrimoniaux Tissus immeubles de rapport La température globale est moyenne à élevée, la chaleur est répartie de manière homogène sur des surfaces étendues. L’effet d’ICU constaté est donc moyen à fort, en particulier sur le secteur nord de ce tissu (quartier des Chartrons).

Il est aussi possible de constater des points de chaleur (à température élevée) répartis de manière inégale, ce qui contraste avec deux poches de fraîcheur (Quinconces et Jardin Public), refroidissant le bâti environnant (où la température est faible à moyenne).

Centralités anciennes et cœurs historiques stables La température globale est élevée, la chaleur est quant à elle repartie de manière non homogène sur des surfaces de petite taille : ces tissus se caractérisent par une température plus élevée en leurs centres (effet d’ICU très élevé sur les cœurs de secteur), contrairement à la périphérie (effet de rafraîchissement aux franges). La température semble ainsi diminuer au fur et à mesure que l’on s’éloigne du centre (répartition de la chaleur de manière concentrique). Il existe peu de poches de fraîcheur au sein de ces tissus, le niveau de fraîcheur reste donc relativement faible dans cette famille de tissus.

Centralités anciennes et cœurs historiques mutables La température globale est élevée, la chaleur est répartie de manière non homogène sur des surfaces de taille moyenne. On peut observer des poches de chaleur où la température est très élevée, ces dernières sont réparties de manière non ponctuelle, constituant ainsi des ICU forts à très forts sur le territoire de Bordeaux Métropole.

La température globale de ce tissu semble donc supérieure à celle des tissus précédents (centralités anciennes stables et immeubles de rapport). Échoppes, faubourgs et maisons de ville avec présence de jardins sur rue La température globale est moyenne à élevée, la chaleur est elle repartie de manière assez homogène sur des surfaces étendues. Il est possible de constater que les cœurs de secteurs sont souvent plus chauds que les franges de ces tissus qui sont plus fraîches. On observe dans les cœurs de secteur des effets d’ICU moyens à forts et cependant peu, voire pas de points de fraîcheur dans cette famille (il existe des poches où la température est moyenne et non faible).

D’autre part, nous pouvons noter que les tissus situés en périphérie de la métropole ont une température globale moins élevée (moyenne) que les tissus plus centraux dont la température globale est souvent élevée.

65

Échoppes, faubourgs et maisons de ville à l’alignement La température globale est élevée, la chaleur est répartie de manière homogène sur de grandes surfaces, essentiellement autour des tissus d’immeubles de rapport. Des poches de chaleur dont la température est très élevée peuvent s’observer au sein de ces tissus, bien qu’elles soient peu nombreuses et réparties de manière éparse. L’effet d’ICU constaté au sein de cette famille est fort, notamment du fait de l’étendue et de l’homogénéité des surfaces dont la température est élevée.

2.1.2. Tissus d’habitats collectifs Grands ensembles et tissus mixtes faisant l’objet d’un programme de rénovation urbaine La température globale est élevée, la chaleur est répartie de manière non homogène avec une amplitude thermique importante au sein de chaque secteur. En effet, on peut constater des poches de chaleur où la température est très élevée, constituant des ICU dont l’effet est très fort.

A l’opposé, ces poches côtoient des puits de fraîcheur que l’on peut qualifier d’îlots de fraîcheur, souvent de petite taille mais dont la température est faible. Contrairement à d’autres tissus étudiés précédemment, les poches de chaleur semblent ici former des linéaires de points chauds répartis souvent aux extrémités des secteurs de cette famille, les puits de fraîcheur se situant souvent au centre des tissus.

Grands ensembles et tissus mixtes stables, plan libre La température globale peut être considérée comme moyenne, la chaleur est répartie de manière non homogène avec une amplitude thermique moins élevée que la famille de tissus précédente.

L’effet d’ICU constaté est fort et se manifeste par des linéaires continus de poches de chaleur au sein de la majorité des secteurs, formant ainsi des « couloirs » de chaleur. D’autre part, les tissus situés en périphérie ont une température globale moyenne à faible avec des effets d’ICU moins notables et moins forts.

Grands ensembles et tissus mixtes stables, le long d’axes structurants La température globale est moyenne à élevée, la chaleur est répartie de manière assez homogène sur des surfaces étendues en linéaire. Au sein de ces tissus, on peut constater des poches de chaleur importantes dont la température est très élevée, formant ainsi des ICU aux effets forts à très forts. Il n’existe pas ou que très peu de points de fraîcheur au sein des secteurs de cette famille.

Urbanisme sur dalle La température globale de ce tissu est moyenne à faible, la chaleur est répartie de manière homogène sur une surface étendue de l’unique secteur. On peut constater une poche de chaleur

66

où la température est moyenne à élevée et des îlots de fraîcheur de petite taille dont le niveau de température est faible.

Opérations récentes à caractère « bioclimatique » Les secteurs relevant de cette famille ont une température globale moyenne à élevée avec des effets d’ICU forts à très forts observables sur des surfaces parfois étendues. D’autre part, on peut trouver des îlots de fraîcheur importants sur certains secteurs de taille importante où la température est faible à très faible, rafraîchissant les surfaces environnantes.

Cependant, nous ne traiterons pas de cette famille en tant que tissus à enjeux car notre analyse se base sur une cartographie satellitaire des ICU datant de 2013, les opérations à caractère bioclimatique étant alors pour la plupart non réalisé ou en phase de travaux. Ainsi depuis, les paramètres de formation des îlots de chaleur urbains de ces secteurs ont évolué, surtout pour ce type d’opérations qui intègrent une architecture bioclimatique. De plus, les données concernant la population et l’emploi que nous verrons par la suite lors de l’analyse de la vulnérabilité ont elles aussi certainement beaucoup évolué depuis 2013, rendant l’analyse de cette famille de tissu inexacte.

Petit collectif périurbain La température globale au sein de cette famille est faible à moyenne, la chaleur est répartie de manière non homogène avec les surfaces les plus chaudes, souvent situées au cœur de ces tissus, et qui contrastent avec des surfaces en lisière plus fraîches. L’effet d’ICU constaté est donc moyen au sein de ces tissus avec des températures moyennes, voire élevées dans de rares secteurs.

D’autre part, les franges de ces secteurs ont une température faible à très faible du fait de la proximité des secteurs avec des IFU environnants majeurs à l’échelle de la métropole (forêt de pins essentiellement).

2.1.3. Tissus pavillonnaires Pavillonnaire lâche La température globale est moyenne à élevée, la chaleur est répartie de manière peu homogène avec des différences thermiques parfois importantes au sein de certains tissus. Comme les tissus pavillonnaires compacts, les effets d’ICU se constatent au cœur des secteurs tandis que les franges sont plus fraîches. Cependant, l’effet d’ICU semble être plus fort que dans la famille précédente, avec donc des températures plus élevées. A cela on peut ajouter qu’il existe des puits de fraîcheur plus marqués au niveau thermique que la famille de tissu pavillonnaire suivante.

67

Pavillonnaire compact La température globale est moyenne à élevée, la chaleur est répartie de manière assez homogène sur ce type de tissus. Il est possible de constater que les cœurs de secteurs sont plus chauds que les franges de ces tissus qui sont quant à elles plus fraîches. On observe dans les cœurs de secteur des effets d’ICU forts. Il existe peu de points de fraîcheur dans les secteurs de cette famille.

D’autre part, ces tissus étant nombreux sur la métropole, il paraît important de noter que le pavillonnaire situé en périphérie a une température globale moins élevée, soit moyenne, que les tissus plus centraux dont la température globale est souvent élevée.

Maisons marquées architecturalement La température globale peut être qualifiée de moyenne, la chaleur est quant à elle répartie de manière peu homogène sur des surfaces de très petite taille, ne constituant ainsi pas des potentiels ICU à l’échelle de la métropole bordelaise. Il est cependant possible d’observer au cœur de certains secteurs des puits de fraîcheur où la température est moyenne, voire faible dans certains cas.

Tissus urbains en lisières ou isolés en zone naturelle ou agricole stables La température globale est moyenne à faible, la chaleur est répartie de manière peu homogène sur des surfaces de très petite taille. Il est difficile de dégager une tendance pour ces tissus car l’intensité de l’effet d’ICU, moyen à fort, varie beaucoup selon la position géographique des secteurs. En effet, les secteurs les plus excentrés en périphérie ont une température faible moyenne en étant situés à proximité d’IFU (forêts de pins essentiellement) tandis que ceux situés dans le tissu de la métropole (les moins en périphérie) ont une température moyenne à élevée avec des ICU aux effets forts à très forts dans certains secteurs, notamment de petite taille.

Tissus urbains en lisières ou isolés en zone naturelle ou agricole mutables La température globale est moyenne à élevée, la chaleur est répartie de manière très peu homogène sur des surfaces étendues. Comme d’autres tissus étudiés précédemment, les cœurs de secteurs de cette famille sont plus chauds que les franges, ayant un effet de rafraîchissement.

Ainsi, on peut observer dans les cœurs de secteur des effets d’ICU forts qui contrastent avec les effets de fraîcheur environnants où la température est faible.

2.1.4. Zones d’activités, zones commerciales et équipements Zone d’aménagement commercial La température globale est très élevée, la chaleur est répartie de manière assez homogène sur des surfaces étendues. L’effet d’ICU constaté au sein de ces tissus est donc très fort, les secteurs

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relevant de cette famille constituent ainsi les principaux îlots de chaleur de la métropole bordelaise, de par leur ampleur, leur intensité et leur nombre.

Zone économique généraliste à prédominance de bureaux La température globale est élevée, la chaleur est répartie de manière très hétérogène sur des surfaces inégales en taille. Les effets d’ICU constatés sont souvent très forts, conférant à ces tissus des températures très élevées sur des surfaces parfois étendues. Ces poches de chaleur contrastent avec des puits de fraîcheur qui ont dans la majorité des secteurs une petite taille, avec des niveaux de température moyens à faibles.

Artisanat et industrie légère La température globale est élevée à très élevée sur certains secteurs, la chaleur est répartie de manière peu homogène, souvent sur des surfaces étendues. Concernant cette famille de tissus, les effets d’ICU semblent être très forts et constituent parfois des poches de chaleur de taille importante ou des points chauds de petite taille. Dans ces deux types de formes, l’ICU constaté entraîne une température élevée à très élevée sur l’intégralité des tissus concernés.

Par ailleurs, répartis de manière éparse et inégale, il est possible de trouver des points de fraîcheur, refroidissant les surfaces environnantes en leur conférant un niveau de température moyen, ce qui contraste avec les effets d’ICU très forts environnants.

Industries et plateformes logistiques La température globale est très élevée, la chaleur est répartie de manière homogène sur des surfaces importantes. Ainsi, l’effet d’ICU, très fort, peut souvent se constater à l’échelle entière des tissus de cette famille. Sur les secteurs situés en périphérie de la métropole, la répartition de la chaleur est peu homogène, et il est possible de distinguer facilement des ICU très forts des franges des tissus qui sont quant à elles fraîches, c’est-à-dire avec un niveau de température moyen à faible.

Grands équipements comprenant du logement La température globale est élevée, la chaleur est répartie de manière non homogène sur des surfaces de tailles diverses. Il est possible d’observer au sein de ces tissus des poches de chaleur dont la température est élevée, voire souvent très élevées, situés notamment au cœur de certains secteurs. Ces poches constituent donc des îlots de chaleur dont l’intensité peut être considérée comme forte.

D’autre part, on peut remarquer que les tissus périphériques de cette famille ont un niveau de température moyen avec des cœurs de secteur où l’effet d’ICU est fort. Leur situation

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géographique excentrée de la métropole bordelaise offre à ces tissus des puits de fraîcheur importants (température faible) à proximité ou en lisière de ces derniers. À partir de ces observations, il est possible de dégager des similitudes thermiques et des caractéristiques communes entre certaines familles de tissus.

Ainsi, certaines familles de zonages, peu nombreuses, ont tendance à avoir une température moyenne à faible et comportent souvent des puits de fraîcheur à l’intérieur ou à proximité de ces tissus. Ensuite, on remarque que quelques tissus urbains ont une température globale moyenne, avec des poches de chaleur ou simplement des points chauds à température élevée tout en abritant des puits de fraîcheur dans certains secteurs de zonages. On trouve par la suite un nombre important de tissus dont la température globale est cette fois-ci moyenne à élevée et dont les cœurs de secteur ont une température très élevée, contrairement aux franges de ces tissus qui ont souvent un effet rafraîchissant comparé aux espaces centraux chauds. Assez proche de ce type d’ICU, il est possible d’observer un nombre important de familles de zonages dont la température globale est élevée, avec des poches de chaleur importantes où on peut qualifier le niveau de température de très élevé. Enfin, toujours sur le territoire de Bordeaux Métropole, il est possible d’observer la présence de tissus formant des zones chaudes étendues dont la température est très forte. Ces tissus constituent alors des ICU dont les effets sont les plus forts et importants à nos yeux sur le territoire d’étude.

Ainsi, à partir de cette typologie d’ICU et de la description globale du niveau de température au sein de chaque famille de zonages, nous pouvons croiser l’aléa d’ICU avec les familles de chaque type de tissus urbains.

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Figure 17 : Application de la typologie des ICU aux 21 familles de tissus

Source : a’urba

2.2.

Analyse de la vulnérabilité à l’effet d’ICU

Après avoir établi une typologie des différents effets d’îlots de chaleur présents sur la métropole bordelaise et avoir globalement qualifié le niveau de température au sein de chaque famille de zonages, il a ensuite été question de croiser cet aléa avec la vulnérabilité du territoire. Il s’agit donc de croiser la cartographie des niveaux de températures, qui nous indique les points de surchauffe urbaine,

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avec la sensibilité des populations. A partir de données urbaines, nous pourrons ainsi connaître la sensibilité et donc la vulnérabilité des habitants de chaque famille de tissus urbains.

Pour cela, deux indicateurs principaux ont été retenus afin de définir la vulnérabilité : la population et le nombre d’emplois (personnes travaillant le jour dans chaque tissu urbain) au sein de chaque famille de zonages. En additionnant ces deux éléments (P+E), il est possible de connaître la population exposée en fonction du type de tissu urbain. Les données statistiques ont été recueillies à partir du dernier recensement de l’INSEE (RRP) en 2010.

Il aurait été peut-être possible de mobiliser d’autres données statistiques afin de définir la vulnérabilité telles que celles sur les populations défavorisées ou sensibles (personnes âgées, jeunes enfants), les établissements sensibles (comme réalisé lors de l’étude commandée par Bordeaux Métropole en 2016), l’état de dégradation du bâti ou encore la mortalité durant une période de canicule (par exemple en 2003) mais pour des raisons de temps et de difficultés à mobiliser ces dernières, nous avons choisi de nous appuyer uniquement sur l’indicateur P+E. Tout d’abord, il est important de rappeler que, n’ayant pas retenu l’ensemble des zonages du PLU 3.1 lors du travail de constitution des familles précédemment, le nombre total d’emplois et d’habitants des 21 familles de zonages est inférieur au nombre réel d’habitants et d’emplois en 2010, et plus généralement ces chiffres sont avant tout des estimations. Ainsi, les familles de zonages regroupent par exemple 614 583 habitants alors que le nombre d’habitants recensés sur la métropole était de 710 000 en 2010.

En se basant sur ces données (figure 9 en annexe), il est cependant possible de dégager certaines tendances intéressantes qui nous ont permis par la suite d’établir des classes.

D’une part, on peut remarquer que 4 familles de zonages concentrent au minimum chacune 100 000 habitants et emplois cumulés. Il s’agit de la famille 4 « Echoppes, faubourgs et maisons de ville avec présence de jardins sur rue », la famille 5 « Echoppes, faubourgs et maisons de ville à l’alignement », la famille 7 « Grands ensembles et tissus mixtes stables, plan libre » et la famille 12 « Pavillonnaire compact ». Par exemple, à elles quatre, ces familles représentent 75% des habitants et 36% des emplois présents sur la métropole.

A l’inverse, certains tissus sont peu représentatifs de la métropole en termes d’habitants et d’emplois.

On compte ainsi 10 familles qui en tout concentrent seulement 6% des habitants et 16 % des emplois totaux du territoire métropolitain. Chacune de ces dernières ont respectivement un « P+E » qui ne dépasse pas 20 000 habitants et emplois cumulés.

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D’autre part, les 6 familles restantes qui sont les « Tissus immeubles de rapport », les « Grands ensembles et tissus mixtes faisant l’objet d’un programme de rénovation urbaine », la famille « Urbanisme sur dalle », le « Pavillonnaire compact », les « Zones économiques généralistes à prédominance de bureaux », la famille « Artisanat et industries légères » ainsi que les « Grands équipements comprenant du logement » ont un P+E situé entre les deux groupes de familles précédentes.

Ainsi, à partir de ces tendances, il est possible de définir 3 classes de familles de zonages différentes en fonction de leur P+E, nous permettant d’estimer leur degré de vulnérabilité.

Figure 18 : Classes de vulnérabilité P+E (en %)

Niveau de vulnérabilité

<2%

Faible

2 % <x< 10 %

Moyenne

> 100 %

Forte

Les classes suivantes apparaissent donc de cette façon : -

P+E < 20 000 : Les familles dont le P+E est inférieur à 20 000 habitants et emplois cumulés peuvent être considérées comme étant faiblement vulnérables.

-

20 000 < P+E < 100 000 : les familles dont le P+E est supérieur ou égal à 20 000 et inférieur à 100 000 habitants et emplois ont une vulnérabilité que l’on peut qualifier de moyenne.

-

P+E > 100 000 : Les familles de zonages ayant un P+E supérieur ou égal à 100 000 habitants et emplois cumulés voient leur population exposée représenter une vulnérabilité forte.

Cependant, cet indice P+E, bien qu’il nous permette de qualifier la vulnérabilité de chaque famille, nécessite d’être complété par d’autres éléments comme la fréquentation ou le passage, permettant eux aussi de mieux comprendre l’exposition de chaque tissu à l’aléa ICU. N’ayant pas de données sur ces éléments, il faut donc, en plus de s’appuyer sur l’indice P+E, classer de manière « qualitative » certains tissus le nécessitant.

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Figure 19 : Niveau de vulnérabilité des 21 familles de tissus urbains

Sources : a’urba, RRP de l’INSEE (2010)

Par exemple, la famille de zonages 17 « Zone d’aménagement commercial » est un tissu peu représentatif de la métropole en termes d’emplois et d’habitants (son P+E est à peu égal à 1,5%).

Cependant il s’agit d’un tissu très fréquenté par des « visiteurs », c’est-à-dire des individus ne résidant ou ne travaillant pas dans ces secteurs mais qui s’y rendent de manière régulière du fait des services

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qui y sont présents. C’est pourquoi nous avons fait le choix de considérer cette famille comme ayant une vulnérabilité moyenne et non pas seulement faible comme l’indice P+E nous l’indiquait.

La famille de zonages 10 « Opérations récentes à caractère bioclimatique » n’a précédemment pas été retenue lors de l’analyse de l’aléa du fait de l’évolution des paramètres de formation des ICU (les secteurs ayant beaucoup évolué depuis 2013 du fait des phases de travaux). Il en va de même pour les données P+E de 2010 qui ont probablement beaucoup évolué par avec la réalisation et l’achèvement de certaines opérations d’aménagement et de constructions de logements et de bureaux. C’est pourquoi nous ne nous intéresseront pas non plus à cette famille lors de l’analyse de la vulnérabilité.

Comme on peut le voir sur le schéma ci-contre, la couleur des numéros des familles de zonages nous indique le niveau de population exposée (P+E), soit la vulnérabilité de chaque tissu urbain. Certains tissus comme les « Echoppes, faubourgs et maisons de ville » (familles 4 et 5), les « Grands ensembles et tissus mixtes » (famille 7) et le « Pavillonnaire compact » (famille 12) semblent être les tissus les plus vulnérables par leur nombre d’habitants et d’emplois cumulés. A ces familles très vulnérables s’ajoute la famille « Zone d’aménagement commercial » (famille 17) pour les raisons que nous avons détaillées précédemment.

D’autres tissus comme les « Immeubles de rapport » (famille 1), les habitats collectifs (familles 6 et 9), le « Pavillonnaire lâche » (famille 13) et certaines zones d’activités et économiques comprenant du logement (familles 17, 18, 19 et 21) ont une vulnérabilité considérée comme moyenne.

Les tissus restants, ayant un nombre d’habitants et d’emplois cumulés faible, ont donc une population exposée que l’on peut qualifier de faible, et donc une vulnérabilité faible.

2.3.

Analyse du risque ICU

L’analyse du risque consiste à croiser l’aléa avec la vulnérabilité, c’est-à-dire dans notre cas croiser la typologie des îlots de chaleur urbains observés sur le territoire de la métropole bordelaise avec le gradient de vulnérabilité des familles de zonages du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole.

La finalité de cette analyse est de connaître le niveau de risque de chaque famille de tissus urbains et de commencer à déceler des familles à enjeu susceptibles d’être analysées de manière approfondie.

Pour croiser ces deux éléments, une grille de définition du risque a été élaborée afin de connaître le niveau de risque de chaque famille.

Comme on peut le voir à travers la grille ci-dessous, si une famille est exposée à une température globale moyenne à faible, avec des puits de fraîcheur, et que sa population exposée est faible, ce tissu aura un niveau de risque faible. Au contraire, une famille de zonages dont la vulnérabilité vis-à-vis de la population exposée est forte et qui comporte des zones chaudes étendues à très forte température 75

aura alors un niveau de risque fort, constituant ainsi une famille à enjeu par rapport à la problématique des îlots de chaleur.

Figure 20 : Grille de définition du risque d’ICU Vulnérabilité : population exposée P+E Aléa : typologie des ICU

Faible

Moyenne

Forte

Température globale moyenne à faible avec puits de fraîcheur Température globale moyenne avec poches de chaleur ou points

chauds (à T° élevée) à proximité de puits de fraîcheur Température globale moyenne à élevée avec cœurs de secteurs (à

T° très élevée) et effets de rafraîchissement aux franges Température globale élevée avec poches de chaleur (à T° très

élevée) Présence de zones chaudes étendues à très forte température

En appliquant cette grille à chaque famille de tissus urbains, on obtient une classification du niveau de risque pour l’ensemble des 21 familles. Cette classification est synthétisée dans le diagramme en annexe (figure 10) : -

Dans la colonne de gauche, est rappelée la typologie d’ICU à laquelle est rattachée chacune des familles

-

La colonne du centre précise, par un code couleur appliqué au numéro de la famille, le niveau de population exposée,

-

Le niveau de risque résultant de ces deux informations est indiqué dans la colonne de de droite.

Cette classification du risque a par ailleurs été spatialisée afin d’obtenir une cartographie des tissus à enjeu de surchauffe urbaine au regard de la vulnérabilité des habitants de la métropole (annexe, figure 11). Cependant, cette cartographie, bien qu’intéressante à observer, ne constitue pas une base de travail pour la suite de notre démarche étant donné qu’il s’agit de zonages regroupés en familles de tissus. Certains tissus au sein d’une même famille peuvent ainsi avoir le même niveau de risque alors que la population exposée dans l’un de ces tissus est en réalité peu vulnérable.

La vulnérabilité étant ainsi appréciée à l’échelle de chaque famille dans son ensemble, et non de chaque « aplat » constitutif de la famille.

76

3. Approche par site test : recommandations et proposition d’actions 3.1.

Un nécessaire approfondissement du travail conduit à l’échelle

macro-territoriale Afin d’aboutir à la formulation de recommandations pour l’atténuation de l’effet d’ICU au sein des différentes familles de zonages du PLU 3.1, l’analyse du risque conduite à l’échelle du territoire métropolitain, c’est-à-dire à l’échelle macro-territoriale, nécessite d’être approfondie par des études morphologiques plus fines à l’échelle de chacune des familles, soit à l’échelle « micro-territoriale ».

Compte tenu du nombre important de familles identifiées, il est nécessaire, pour engager ce travail, de prioriser les familles sur lesquelles conduire les analyses.

Pour cela, une double entrée de priorisation paraît opportune : -

D’une part, sélectionner a minima une famille au sein de chacune des 4 « macro-familles », afin de disposer d’une représentativité sur les grands types de tissus constituant la métropole (tissus patrimoniaux, tissus d’habitat collectif, tissus pavillonnaires, tissus d’activités économiques et commerciales) ;

-

Au sein de ces macro-familles, sélectionner des familles ayant un niveau de risque fort, ou, à défaut, moyen.

Ainsi est-il proposé de travailler prioritairement sur les familles suivantes : -

Au sein des tissus patrimoniaux, les familles « Immeubles de rapport » et « Echoppes, faubourgs et maisons de ville à l’alignement » ;

-

Pour les tissus pavillonnaires, la famille « Tissus pavillonnaires compacts » ;

-

Un tissu d’habitat collectif particulièrement exposé au risque ICU, les « Grands ensembles faisant l’objet d’une rénovation urbaine » ;

-

Enfin, pour les tissus d’activités économiques et commerciales, un secteur intégrant les familles « Zone d’aménagement commercial » et « Zone économique généraliste à prédominance de bureaux ».

3.2.

Méthodologie proposée pour l’analyse micro-territoriale

Afin de comprendre précisément comment s’opère l’effet d’îlot de chaleur urbain sur chacune des familles retenues pour engager l’approche micro-territoriale, il est nécessaire de revenir aux

77

paramètres influençant l’effet d’ICU que nous avons détaillés et de cerner comment « jouent » ces paramètres au regard de la morphologie urbaine des familles considérées.

Pour cela, pour chaque famille étudiée, il est proposé de conduire ces analyses morphologiques sur un secteur particulièrement représentatif de la famille considérée. Ces secteurs serviront ainsi de « site test » pour élaborer des recommandations et, le cas échéant, en proposer une traduction réglementaire dans le PLU 3.1 de Bordeaux Métropole.

Nous détaillons ci-après les étapes retenues pour l’analyse de chaque site-test : Etape 1 : analyse morphologique de l’existant Les différents facteurs influençant l’effet d’ICU sont analysés à la fois par des analyses de données et par des observations de terrain.

Cette analyse est conduite à partir des facteurs influençant le plus l’effet d’ICU à ceux l’influençant le moins.

Figure 21 : Influence des paramètres urbains sur l’effet d’ICU

Source : Bordeaux Métropole, ECIC (2016)

Les propriétés thermo-radiatives telles que l’albédo et l’inertie thermique étant les paramètres urbains impactant le plus le phénomène de surchauffe de la ville, nous nous intéresserons donc aux types de matériaux et de revêtements au sol employés sur le site d’étude, aux matériaux employés sur le bâti, notamment pour les toitures, mais aussi à la perméabilité des surfaces et à la part de pleine terre.

Concernant la forme urbaine, il sera intéressant d’analyser, sur chaque site, le gabarit des bâtiments et de la voirie afin de constater un éventuel « effet canyon. ». De plus, la densité urbaine du tissu observé ainsi que l’orientation du bâti peuvent être pertinents à analyser au regard des phénomènes

78

de piégeage et d’emmagasinement de la chaleur. L’ombrage procuré par certains éléments urbains peut aussi être utile à observer, notamment dans un souci de confort thermique des habitants.

Autre paramètre important, la présence du végétal devra être regardée à la fois dans l’espace privé et dans l’espace public. L’accessibilité à des espaces de nature « refuges », les strates végétales dominantes ainsi que le potentiel d’évapotranspiration et la capacité d’ombrage de certaines essences sont des paramètres importants qui influent sur le microclimat urbain et sur le confort des habitants.

Comme évoqué dans la première partie du rapport, les dégagements de chaleur anthropiques participent eux aussi à l’effet d’ICU. La proximité d’axes routiers très fréquentés et la présence de systèmes de refroidissement (climatiseurs) constituent également des critères à analyser sur le secteur d’étude.

Enfin, la surface en eau peut permettre le refroidissement de l’air ambiant par différents processus physiques. La proximité ou la présence sur le site d’étude de points d’eau (fontaines, bassins), de cours d’eau ou d’aménagements favorisant la rétention et le ruissellement des eaux, notamment de pluie, sont eux aussi des paramètres à analyser pour leurs fonctions thermorégulatrices, bien que d’effet moindre que ceux précédemment décrits.

L’ensemble des paramètres à observer ainsi que les sources pouvant être mobilisées pour leur analyse sont récapitulés dans le tableau figurant en annexe (figure 12).

D’un point de vue pratique, l’analyse morphologique est réalisée en remplissant une grille précisant, pour chaque paramètre influençant l’effet d’ICU : -

Les qualités à conserver (contribuant à un effet d’îlot de fraîcheur) ;

-

Les éléments à corriger (contribuant à un effet d’îlot de chaleur).

Cette grille est par ailleurs illustrée à l’aide de planches graphiques, synthétisant sous forme de photos et schémas, les qualités à préserver d’une part, et les éléments à corriger d’autre part.

Etape 2 : formulation de recommandations L’analyse morphologique qualitative permet de conclure à la formulation de recommandations génériques pour consolider les qualités identifiées et corriger les éléments défavorables au microclimat.

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Les leviers d’actions ainsi identifiés s’appuient notamment sur les fiches actions réalisées par ECIC et l’ACMG dans le cadre de l’étude de diagnostic des ICU et des IFU sur le territoire de Bordeaux Métropole mais aussi sur des solutions proposées dans des guides figurant dans la bibliographie.

Ces recommandations sont synthétisées : -

Sous forme d’une grille organisée selon les différents paramètres influençant l’effet d’ICU ;

-

Au sein d’une planche graphique, pouvant notamment servir de référence aux instructeurs des

autorisations d’urbanisme dans l’analyse des projets qui leur sont proposés par les pétitionnaires.

Etape 3 : traduction réglementaire Lorsqu’elles le permettent, les recommandations sont, in fine, traduites en propositions d’écriture réglementaire en vue d’une éventuelle intégration au sein d’une future révision du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole. Ces traductions réglementaires s’appliquent alors potentiellement à l’ensemble des zonages constitutifs de la famille considérée. Ce travail fait l’objet de la dernière partie de notre étude.

Dans le cadre de notre travail, seule le famille « Tissu pavillonnaire compact » a pu faire l’objet d’une analyse micro-territoriale et de propositions de traduction réglementaire.

3.3.

Analyse de la famille « Tissu pavillonnaire compact »

3.3.1. Choix du site test Le site d’étude choisi pour l’analyse est un îlot situé dans le secteur d’Hastignan, sur la commune de Saint-Médard-en-Jalles. Cette commune se situe elle-même au nord-ouest de la métropole bordelaise et constitue la commune la plus étendue de cet EPCI. Son territoire est notamment irrigué par des trames vertes et bleues importantes à l’échelle de la métropole, qui s’illustrent par la présence de cours d’eau appelés Jalles, de boisements de pins et de feuillus mixtes.

Le site test est quant à lui un îlot qui, à nos yeux, est particulièrement emblématique et représentatif du tissu « Pavillonnaire compact » en étant constitué de maisons individuelles récentes, bâti à vocation majoritairement résidentielle.

Le choix de ce site s’explique notamment par le fait que l’a’urba a conduit d’autres études sur ce secteur et il y a donc un intérêt à mutualiser les zones d’étude pour croiser les sujets.

80

Figure 22 : Site d’étude : îlot pavillonnaire compact sur la commune de Saint-Médard-en-Jalles

Source : Google Maps, 2018

Par ailleurs, une de ces études, portant sur les zones blanches (c’est-à-dire pauvres en services) de la métropole, s’intéressait à ce secteur du fait de la part importante de personnes âgées parmi les habitants et du faible accès aux services environnants autour de ce tissu. Ces deux éléments faisant de cet îlot pavillonnaire un site d’étude particulièrement intéressant dans le cadre de notre étude puisque les habitants peuvent ainsi être des individus vulnérables aux vagues de chaleur et donc à l’effet d’ICU. 3.3.2. Analyse morphologique : un îlot marqué par des matériaux à mauvaise incidence thermique et par la présence d’un couvercle végétal dense Matériaux urbains Espaces publics Tout d’abord, il est possible de noter que les espaces publics, notamment les trottoirs, sont composés de matériaux ayant une bonne incidence sur la diminution des températures : stabilisés de couleur beige doré et gris clair et sur certaines portions avec un mélange de végétation herbacée, de sol nu et de pierres concassées. Il s’agit donc de revêtements à conserver du fait de leur teinte claire (fort albédo), d’une bonne perméabilité et à l’inertie thermique faible, ce qui leur confère un bon comportement climatique.

Au contraire, le recours à des matériaux à teintes foncées et imperméables peut s’observer sur la chaussée et sur les pistes cyclables. On y trouve ainsi du béton bitumineux noir ou des asphaltes gris

81

qui ont une mauvaise incidence sur les températures du fait de leur inertie thermique élevée, de leur imperméabilité et de leur teinte sombre.

Parcelles privées Sur les parcelles privées, une part importante de certains espaces libres est engazonnée avec des mélanges de terre, de graviers et de stabilisé clair, notamment sur certaines voiries internes.

Cependant, on peut remarquer qu’il existe des voiries internes, des aires de stationnement privées et des surfaces d’espaces libres très minérales aux teintes foncées, formant même parfois de grandes surfaces imperméabilisées. Ces revêtements participent grandement à l’échauffement des surfaces au sol et sont sources d’inconfort thermique.

Quant au bâti et notamment les habitations, on peut noter que certaines nouvelles constructions ont eu recours à des tuiles de couleur foncée voire même noire, ce qui confère à certaines toitures un faible albédo et donc un échauffement potentiel de ces dernières. Cela peut aussi être source d’inconfort thermique lorsque les espaces situés sous la toiture sont habités.

De manière moins notable, on peut noter la présence de bardages en tôle pour l’isolation extérieure du bâti, de murets en aggloméré béton et de murs en briques, ces éléments étant peu recommandables pour limiter l’échauffement de l’air ambiant extérieur en période de fortes chaleurs.

Forme urbaine La forme urbaine de ce tissu pavillonnaire compact semble quant à elle un atout climatique. En effet, les maisons pavillonnaires étant majoritairement de plain-pied ou en R+1, la chaleur accumulée la journée peut s’évacuer facilement pendant la nuit (l’effet de canyon urbain semble être inexistant au vu de la largeur des voies et de la faible hauteur du bâti), contrairement à d’autres tissus urbains plus denses.

Morphologiquement, le site d’étude semble se rapprocher du type de tissu urbain espacé peu dense «Sparsely built » de la typologie LCZ de Stewart et Oke (2012), ce qui peut nous amener à penser que ce type de tissu est plutôt efficace dans la lutte contre la surchauffe urbaine.

Cependant, la part des espaces libres de certaines parcelles semble avoir tendance à se réduire du fait de la division parcellaire et l’observation de voies d’accès privées goudronnées ou recouvertes d’enrobés de couleur foncée de certaines parcelles nuancent avec le bon comportement climatique supposé de la forme urbaine de l’îlot.

Concernant l’ombrage créé par certains éléments urbains, on peut observer la présence de débords de toiture et de terrasses couvertes sur certaines habitations. Malgré cela, les façades ouest ou sudouest de certaines habitations sont souvent peu protégées (absence de végétation procurant de

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l’ombre) ou mal isolées du soleil (mauvaise étanchéité) et sont donc exposées à une insolation longue et intense.

Présence du végétal Les paramètres relevant du végétal sont quant à eux assez intéressants sur le site d’étude, puisqu’une couverture arborée importante se situe au cœur de l’îlot, assurant ainsi une fonction d’îlot de fraîcheur. Le lierre grimpant recouvrant certains murets et clôtures en limite de parcelles et les alignements d’arbres sur les trottoirs sud le long de la chaussée dans l’espace public (procurant un ombrage efficace) constituent eux aussi des éléments à valoriser et à préserver sur ce type d’îlot pavillonnaire.

Dégagements de chaleur d’origine anthropiques Au niveau des dégagements de chaleur d’origine humaine, il ne semble pas y avoir ou très peu de systèmes de climatisation.

En revanche, l’îlot est entouré au nord et à l’ouest par des axes routiers très fréquentés, leur classement en catégorie 1 et 3 sur le RHV15 de Bordeaux Métropole peut le confirmer. Or nous avons vu que les émissions de chaleur des véhicules motorisés participent de manière significative à l’effet d’ICU. Par ailleurs, la présence de plusieurs espaces dédiés au stationnement et donc fortement imperméabilisés peuvent aussi impacter les températures ambiantes extérieures.

Présence de l’eau Enfin, outre le fait qu’une continuité écologique liée à l’eau (identifiée par le PLU 3.1 de Bordeaux Métropole) soit observable sur une partie de l’îlot, il n’existe pas d’aménagement permettant le ruissellement ou la rétention extérieure de eaux de pluie tels que des noues paysagères ou des jardins de pluie. Les eaux pluviales semblent ainsi directement rejetées dans les réseaux souterrains. Le paramètre de l’eau et sa fonction thermorégulatrice pourrait donc être valorisée du fait de la proximité du site d’étude avec le réseau hydrographique de la Jalle de Saint-Médard-en-Jalles.

15

RHV : Réseau Hiérarchisé de Voirie

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Figure 23 : Zoom sur le site d’étude à partir de la carte des températures de surface de la CUB (4 septembre 2013)

Sources : Bordeaux Métropole (2016) et Google Maps (2018)

L’illustration ci-dessus nous confirme l’influence des principaux paramètres urbains sur l’effet d’ICU. En effet, les parcelles situées aux extrémités Nord-Est et Sud-Ouest, pouvant se caractériser par des espaces libres réduits, très minéralisés et donc imperméabilisés, sont les secteurs les plus échauffés la journée, contrairement aux parcelles situées au cœur de l’îlot. Ces dernières sont quant à elles les surfaces les plus fraîches, notamment du fait de la présence d’une couverture arborée et végétale plus dense que sur les parcelles environnantes.

Deux planches graphiques en annexe (figures 13 et 14) précisent de manière synthétique certains éléments qui influent de manière positive ou négative sur la formation du phénomène d’ICU à l’échelle de l’îlot pavillonnaire compact.

D’autre part, un tableau analysant de manière plus détaillée les paramètres et caractéristiques du site au regard des ICU et des IFU est par ailleurs disponible en annexe (figure 15).

84

3.3.3. Propositions de recommandations de lutte contre l’effet d’ICU Comme expliqué lors de la méthodologie, l’analyse morphologique de site représentatif de la famille de tissu « Pavillonnaire compact », au regard des paramètres influant sur l’effet d’ICU et d’IFU, nous a permis d’identifier des qualités et des éléments défavorables au climat urbain et source d’inconfort thermique.

En s’appuyant ainsi sur ces éléments de diagnostic et sur des leviers d’actions issus de différents documents techniques (guides, études) figurant dans la bibliographie, nous avons pu émettre des recommandations visant à limiter l’effet d’ICU et à améliorer le confort thermique des habitants à travers le tableau ci-dessous. De plus, une planche graphique en annexe (figure 16) illustre ces préconisations valables pour les autres tissus pavillonnaires compacts.

Figure 24 : Recommandations visant à limiter l’effet d’ICU sur le site d’étude « Tissu pavillonnaire compact » Recommandations pour le site d’étude de Saint-Médard-en-Jalles (tissu pavillonnaire lâche)

Matériaux urbains

Espace public

1

Éviter le recours aux asphaltes gris et aux matériaux de couleur sombre sur la chaussée de voies et de rues moins empruntées ainsi que sur certaines pistes cyclables au sein des tissus pavillonnaires. Ces asphaltes gris étant aussi employés sur certains trottoirs et bordures dans l’espace public.

2

Encourager l’utilisation de matériaux clairs et perméables sur la chaussée : Le béton poreux et/ou clair peut constituer aussi une autre solution à l’utilisation de matériaux de couleur sombre, tout en ayant une résistance à des flux routiers plus importants (rues, avenues, cours). Une autre solution intéressante peut être d’intégrer des revêtements de couleurs claires sur les enrobés de voirie existants récents. Les emprises de voirie étant parfois impossibles à réduire, l’utilisation d’enrobés clairs dans les renouvellements et extensions de voirie, notamment en peignant les plus récents, peut permettre d’amoindrir leur effet (prépondérant dans la formation des ICU).

L’utilisation de pavés perméables peut être une alternative aux asphaltes de couleur sombre pour les ruelles peu passantes.

3

Consolider l’usage de stabilisé de couleur claire (beige doré et gris clair) et de mélanges terre-pierre (graviers)-végétation herbacée pour les trottoirs autour de différents axes de circulation plus ou moins fréquentés. Le recours à des matériaux clairs en pas japonais (le reste du trottoir pouvant être engazonné) peut être intéressant.

4

Recourir des matériaux alternatifs comme le béton désactivé pour les pistes cyclables.

Espace privé

5

Limiter l’utilisation ou la présence de béton bitumineux foncé et rouge brun, de pavés bétons foncés et d’asphalte gris foncé et plus généralement de matériaux imperméables et de couleur sombre dans l’espace privé : en particulier pour les parkings (clinique vétérinaire sur le site d’étude notamment) et autres espaces dédiés au stationnement ainsi que pour les voiries internes.

6

Encourager l’utilisation de revêtements alvéolaires engazonnés (béton avec garnissage végétal), de pavés perméables ou de pierres concassées en bandes de roulement pour les voiries internes et les pour les espaces affectés au stationnement.

Ces espaces, ayant en général une fréquentation faible à moyenne de voitures et un usage piétonnier, le recours à ce type de revêtement peut être pertinent. Si cela n’est pas possible (parkings de services formant d’importantes surfaces imperméabilisées), se reporter à la recommandation n°18.

7

Renforcer la part de terre pleine, de sol nu et de surfaces engazonnées (végétation herbacée) sur les espaces libres des parcelles privées.

85

Façades verticales

8

Limiter le recours à des matériaux sombres ou à mauvaise incidence sur la température pour la construction de murets en limite de parcelles et pour les revêtements de façade (visant à l’isolation par l’extérieur lors de rénovation énergétique d’un bâti neuf ou en réhabilitation). Éviter les murets en brique, en aggloméré béton, les tôles métalliques foncées ou grises et privilégier d’autres solutions alternatives (recommandations n°2 et 23).

9

Encourager l’utilisation de peintures et de revêtements de couleur claire sur les surfaces verticales du bâti ainsi que sur les murets, notamment ceux en limite de parcelle.

Limiter l’installation de tuiles en terre cuite de couleur foncée (pourpre foncé, brun-rouge) sur les toitures du bâti des parcelles privées.

Privilégier l’utilisation de tuiles de couleur claire.

11

Consolider la forme urbaine existante avec des maisons pavillonnaires n’excédant pas une hauteur R+1 afin de permettre une évacuation de la chaleur la nuit.

12

Conserver une part (% à définir) d’espace libre importante (idéalement occupée par une couverture végétale importante et par des matériaux clairs et perméables).

14

Privilégier une implantation du bâti sur la partie ouest de la parcelle afin de créer un ombrage efficace pendant les périodes estivales et d’éviter un emmagasinement des rayonnements solaires et infrarouges (et donc de la chaleur).

15

Consolider et encourager la construction de débords de toits, de pare-soleil et d’ombrières végétalisées pour les ouvertures et les façades des bâtiments orientés sud et sud-ouest, dans une logique de procurer de l’ombrage aux habitants.

16

Pérenniser l’accès à un îlot de fraîcheur « refuge » et sensibiliser les habitants (notamment les populations vulnérables) à la proximité de ces espaces de nature avec les habitations (dans un rayon de moins de 500m).

17

Conforter et développer la présence d’arbres, d’arbustes et d’une végétation isolée (en bosquet ou en alignement) en limite ou à proximité de surfaces dont les matériaux ont une mauvaise incidence sur la diminution des températures (asphalte et béton bitumineux de la chaussée et des pistes cyclables par exemple).

18

Pérenniser la présence d’arbres au-dessus ou à proximité de surfaces minérales imperméabilisées importantes tels que des parkings, afin d’apporter un confort thermique aux usagers et de limiter l’échauffement de ces matériaux par l’ombre portée naturelle.

19

Assurer le maintien d’arbres à feuillage caduc de première et deuxième grandeur en façade et devant les murs les plus ensoleillés (orientés sud et sud-ouest).

20

Encourager la plantation et le maintien d’arbres de première, de seconde et de troisième grandeur sur les espaces libres des parcelles privées afin de préserver et de densifier la couverture arborée déjà existante dans ces tissus. Inciter notamment les habitants à végétaliser les clôtures et les treillis par l’utilisation de plantes grimpantes (lierre) ou par une végétation arbustive afin de délimiter les parcelles et les jardins des habitations.

L’élaboration d’un coefficient de biotope (variant selon les familles de tissus urbains) peut permettre d’encourager les habitants à valoriser et à accroître la part du végétal existant sur leurs parcelles.

24

Assurer la pérennité, le bon développement et la valorisation d’une végétation bordant les cours d’eau (ripisylve, végétation rivulaire) ou de noues paysagères le long d’axes routiers importants, en y associant des itinéraires de marche à pied (déplacement doux) le long de ces micro trames vertes et bleues et autres corridors écologiques. Sur certains tronçons, rendre accessibles les berges et la ripisylve qui les composent permettrait de valoriser ces espaces tout en apportant de la fraîcheur aux usagers.

Chaleur anthropique

25

Limiter le trafic routier sur les axes les plus fréquentés.

26

Limiter le recours à des systèmes de climatisation afin d’éviter le rejet d’air chaud dans l’air ambiant extérieur.

27

Reconquérir des sections de cours d’eau busés, en les rouvrant et en les renaturant notamment le long des voies de circulation, afin de rafraîchir l’air ambiant et d’améliorer le confort thermique des habitants.

28

Préférer des aménagements favorisant la rétention d’eau (jardin de pluie, noue paysagère, bassin de rétention) à des bordures minérales imperméables canalisant directement les eaux pluviales et de ruissellement.

Concernant les espaces libres des parcelles privées, une mise à disposition de récupérateurs d’eau de pluie peut encourager et sensibiliser les habitants aux services thermiques de l’eau et leur permettre de réduire le coût d’entretien du patrimoine végétal de leur parcelle.

Surface végétalisée

Forme urbaine

10

Surface en eau

Toitures

Source : a’urba

86

4. Propositions de traduction réglementaire dans le PLU 3.1 de Bordeaux Métropole Ces recommandations élaborées, l’enjeu est désormais de traduire ces dernières, lorsqu’elles le permettent, dans le PLU 3.1 de Bordeaux Métropole.

En effet, la révision future de ce PLU peut être l’occasion d’agir pour diminuer et résorber les îlots de chaleur urbains dans un contexte d’adaptation au changement climatique.

Actuellement, la version révisée en 2016 du PLU 3.1 n’identifie pas la thématique des îlots des chaleur urbains comme un enjeu ou comme un risque au sein de l’état initial de l’environnement du rapport de présentation de ce dernier.

Or, comme nous l’avons vu précédemment (§ II.1.2.2), dans le cadre de l’élaboration ou de la révision d’un PLU(i), il est possible de prendre en compte les différentes variables de la ville qui influent sur le climat urbain et d’adapter la morphologie des tissus urbains, les matériaux employés, les couleurs, l’ombre apportée par certains éléments urbains. D’autres paramètres urbains peuvent être pris en compte comme la présence de l’eau, du végétal et plus globalement la présence des îlots de fraîcheurs, en favorisant notamment certains équipements comme les fontaines ou les ombrières.

Ce document d’urbanisme peut aussi agir à l’échelle du bâtiment en réglementant sa forme, les matériaux employés, les couleurs et en encourageant une conception bioclimatique.

Enfin, dans une moindre mesure, les dégagements de chaleur anthropiques tels que les systèmes de climatisation, les industries et les transports motorisés peuvent aussi être abordés dans ce type de document pour lutter contre le phénomène de surchauffe la ville.

Pour cela, nous verrons dans un premier temps des exemples de traduction d’enjeux relatifs au climat urbain au sein d’un PLU, puis, en nous appuyant sur ces derniers, nous élaborerons dans un second temps des propositions de traduction réglementaire à partir des recommandations énoncées précédemment. Ces traductions s’inscriront dans les pièces opposables du PLU de Bordeaux Métropole que sont le règlement et les OAP sectorielles.

87

4.1.

Exemples de traductions réglementaires ayant intégré la question

des ICU au sein d’un PLU Le projet de recherche ANR-MApUCE16, réalisé entre 2012 et 2018, constitue à nos yeux une source documentaire particulièrement intéressante dans le cadre de notre étude.

En effet, ce projet a eu pour but de fournir un appui et un cadre pour intégrer des problématiques énergétiques et climatiques au sein de politiques territoriales. Pour cela, un travail de modélisation climatique a été réalisé dans un premier temps à partir de données urbaines.

Dans le cadre de ce projet nous nous intéresserons en particulier au dernier volet du projet qui a consisté à identifier des pistes méthodologiques et à s’appuyer sur des retours d’expériences pour intégrer des données urbaines sur l’énergie et le climat dans des documents d’urbanisme, en particulier au sein d’un PLU. Des fiches-outils ont ainsi été élaborées sur les différentes pièces constituant un PLU, une fiche porte aussi sur le PLUi de l’agglomération d’Agen, « exemplaire » dans sa prise en compte de l’adaptation au changement climatique, en particulier du phénomène de surchauffe urbaine.

Par exemple, le règlement peut intégrer en compte certains paramètres de formation de l’ICU. La forme urbaine, à travers la ventilation des rues et l’ombre portée du bâti, peut ainsi être prise en compte, plusieurs exemples de rédaction au sein d’articles des PLU d’Agen et du Grand Lyon l’illustrent. La végétation, par ses capacités d’évapotranspiration et d’ombrage, peuvent aussi faire l’objet de traductions réglementaires, notamment par l’élaboration d’un coefficient de biotope, à travers des pondérations, comme cela a été le cas dans le PLU de Paris. En plus de ces éléments de rafraîchissement potentiels de la ville, des exemples de traduction ont été énoncées sur l’albédo des bâtiments et des espaces publics ainsi que sur la place de l’eau.

Cependant, comme expliqué précédemment (§ II.2.1.2), cette fiche-outil du règlement a certaines limites dans le cas de notre étude puisque le projet MApUCE s’est appuyé sur l’ancienne construction (avant le décret de 2015) du règlement en articles. Or, le règlement du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole a choisi d’appliquer la nouvelle structure d’organisation du règlement et il s’articule donc autour de trois principaux enjeux et non autour d’articles.

16

MApUCE : Modélisation appliquée et droit de l’urbanisme : climat et énergie

88

Une démarche similaire a été réalisée sur l’intégration de recommandations climatiques au sein d’OAP, en prenant appui sur d’autres PLU exemplaires comme celui de Grenoble et de Roubaix-Lille Métropole.

Dans une moindre mesure, d’autres démarches d’identification de leviers réglementaires pour intégrer les enjeux du climat urbain ont été entreprises par des agences d’urbanisme comme l’AUA/T (Agence d’Urbanisme de l’Aire métropolitaine de Toulouse) pour le PLUi-H de la métropole toulousaine et l’ADULM de Lille Métropole.

4.2.

Propositions de traduction pour la famille « Tissu pavillonnaire

compact » À partir de ces exemples, et en particulier ceux issus des fiches méthodologiques du règlement et des OAP dans le cadre du programme de recherche MApUCE, ont été élaborées des propositions de rédaction du règlement écrit. Celles-ci s’appliquant ainsi à l’ensemble des règlements des zonages constituant ladite famille (en l’occurrence ici la famille de tissu « Pavillonnaire compact », et des propositions de rédaction d’OAP sectorielles. Ces dernières pouvant ainsi s’appliquer, soit à des zones AU correspondant à la morphologie de la famille traitée, soit à des zones existantes de cette famille et faisant l’objet d’un projet global de requalification urbaine.

Dans le cas des propositions de rédaction des OAP sectorielles, les orientations porteront soit sur l’aménagement des parcelles, c’est-à-dire en complément du règlement écrit (par exemple les orientations en matière d’implantation et d’orientation du bâti sur la parcelle), soit sur l’aménagement des espaces publics et des espaces verts. Les orientations formulées sur l’aménagement des espaces publics s’inspirent du « Guide de conception des espaces publics » de Bordeaux Métropole, qu’elles pourront également enrichir le cas échéant.

89

Figure 25 : Schéma de traduction réglementaire des recommandations

Source : a’urba

Les propositions de rédaction du règlement écrit et des OAP sectorielles énoncées dans le tableau cidessous portent sur le site d’étude choisi pour représenter la zone UM39. Cette zone, appartenant à la famille de tissus 13 « Pavillonnaire compact », les propositions de traduction réglementaire s’appliquent ainsi potentiellement à l’ensemble des zonages constitutifs de cette famille, soit les zones UM16, UM22, UM32, UM35, UM36, UM39, UP10, UP11 et UP26.

90

Figure 26 : Propositions de traductions réglementaires pour la famille « Tissu pavillonnaire compact »

Recommandations pour le site d’étude : « Tissu pavillonnaire compact »

Propositions de traductions réglementaires Zonages concernés : UM16, UM22, UM32, UM35, UM36, UM39, UP10, UP11, UP26

1

Éviter le recours aux asphaltes gris et aux matériaux de couleur sombre sur la chaussée de voies et de rues moins empruntées ainsi que sur certaines pistes cyclables au sein des tissus pavillonnaires.

Ces asphaltes gris étant aussi employés sur certains trottoirs et bordures dans l’espace public.

2

Encourager l’utilisation de matériaux clairs et perméables sur la chaussée : Le béton poreux et/ou clair peut constituer aussi une autre solution à l’utilisation de matériaux de couleur sombre, tout en ayant une résistance à des flux routiers plus importants (rues, avenues, cours).

Une autre solution intéressante peut être d’intégrer des revêtements de couleurs claires sur les enrobés de voirie existants récents. Les emprises de voirie étant parfois impossibles à réduire, l’utilisation d’enrobés clairs dans les renouvellements et extensions de voirie, notamment en peignant les plus récents, peut permettre d’amoindrir leur effet (prépondérant dans la formation des ICU).

L’utilisation de pavés perméables peut être une alternative aux asphaltes de couleur sombre pour les ruelles peu passantes.

3

Consolider l’usage de stabilisé de couleur claire (beige doré et gris clair) et de mélanges terre-pierre (graviers)-végétation herbacée pour les trottoirs autour de différents axes de circulation plus ou moins fréquentés.

Le recours à des matériaux clairs en pas japonais (le reste du trottoir pouvant être engazonné) peut être intéressant.

OAP

Matériaux urbains

Espace public

« Privilégier l’usage de matériaux clairs et perméables pour la voirie (chaussée, trottoirs et pistes cyclables). »

91

4

Recourir des matériaux alternatifs comme le béton désactivé pour les pistes cyclables.

Espace privé

Encourager l’utilisation de revêtements alvéolaires engazonnés (béton avec garnissage végétal), de pavés perméables ou de pierres concassées en bandes de roulement pour les voiries internes et les pour les espaces affectés au stationnement.

6

7

Ajouter un paragraphe supplémentaire à l’article 2.4.4.1 Espaces affectés au stationnement, voiries, constructions semienterrées :

Règlement

5

Limiter l’utilisation ou la présence de béton bitumineux foncé et rouge brun, de pavés bétons foncés et d’asphalte gris foncé et plus généralement de matériaux imperméables et de couleur sombre dans l’espace privé : en particulier pour les parkings (clinique vétérinaire sur le site d’étude notamment) et autres espaces dédiés au stationnement ainsi que pour les voiries internes.

Ces espaces, ayant en général une fréquentation faible à moyenne de voitures et un usage piétonnier, le recours à ce type de revêtement peut être pertinent. Si cela n’est pas possible (parkings de services formant d’importantes surfaces imperméabilisées), se reporter à la recommandation n°18.

« Privilégier l’utilisation de revêtements alvéolaires engazonnés (béton avec garnissage végétal), de pavés perméables ou de pierres concassées en bandes de roulement pour les voiries internes et les pour les espaces affectés au stationnement. »

Traduction réglementaire déjà prise en compte : le Règlement du PLU impose déjà une part de terre pleine (EPT) satisfaisante (35%) sur ce tissu à l’article 2.1.4. Espaces en pleine terre.

Renforcer la part de terre pleine, de sol nu et de surfaces engazonnées (végétation herbacée) sur les espaces libres des parcelles privées.

Façades verticales Ajouter un complément aux articles suivants :

Règlement

8

Limiter le recours à des matériaux sombres ou à mauvaise incidence sur la température pour la construction de murets en limite de parcelles et pour les revêtements de façade (visant à l’isolation par l’extérieur lors de rénovation énergétique d’un bâti neuf ou en réhabilitation). Éviter les murets en brique, en aggloméré béton, les tôles métalliques foncées ou grises et privilégier d’autres solutions alternatives (recommandations n°9).

2.4.1.1. Aspect extérieur des constructions (Dispositions générales) : – « Éviter le recours à des bardages métalliques afin de limiter l’effet d’ICU. » – « Toutes les façades des constructions d’angle ou établies sur un terrain riverain de plusieurs voies, ainsi que les pignons de toutes les constructions doivent recevoir un traitement de qualité équivalente, en

92

privilégiant notamment les teintes claires afin de lutter contre l’ICU. »

9

2.4.2.2. Clôtures nouvelles : – « Les dispositifs de clôture, les matériaux utilisés à cette fin, leur aspect et leur teinte doivent permettre une bonne intégration dans les séquences urbaines et paysagères, en privilégiant notamment les teintes claires afin de lutter contre l’ICU. »

Encourager l’utilisation de peintures et de revêtements de couleur claire sur les surfaces verticales du bâti ainsi que sur les murets, notamment ceux en limite de parcelle.

14

Privilégier une implantation du bâti sur la partie ouest de la parcelle afin de créer un ombrage efficace pendant les périodes estivales et d’éviter un emmagasinement des rayonnements solaires et infrarouges (et donc de la chaleur).

15

Consolider et encourager la construction de débords de toits, de pare-soleil et d’ombrières végétalisées pour les ouvertures et les façades des bâtiments orientés sud et sud-ouest, dans une logique de procurer de l’ombrage aux habitants.

Règlement

Forme urbaine

12

Conserver une part (% à définir) d’espace libre importante (idéalement occupée par une couverture végétale importante et par des matériaux clairs et perméables).

Règlement

une hauteur R+1 afin de permettre une évacuation de la chaleur la nuit.

Traduction réglementaire déjà prise en compte : le Règlement du PLU impose déjà une hauteur maximale R+1 sur ce type de tissu à l’article 2.2.2. Constructions, installations et aménagements existants avant l’approbation du PLU 3.1 (Dispositions réglementaires – cas général).

Traduction réglementaire déjà prise en compte : l’Emprise bâtie (EB) est déjà relativement importante sur ce tissu pavillonnaire (EB ≤ 30 % superficie du terrain) au sein de l’article 2.2.2. Constructions, installations et aménagements existants avant l’approbation du PLU 3.1.

Règlement

Consolider la forme urbaine existante avec

11 des maisons pavillonnaires n’excédant pas

Ajouter un paragraphe à caractère incitatif à l’article 2.4.1.1 Aspect extérieur des constructions (dispositions générales : façades) : « Privilégier l’utilisation de tuiles de couleur claire afin de limiter l’effet d’ICU. »

Règlement

10

Limiter l’installation de tuiles en terre cuite de couleur foncée (pourpre foncé, brunrouge) sur les toitures du bâti des parcelles privées. Privilégier l’utilisation de tuiles de couleur claire.

Règlement

Toitures

Ajouter un paragraphe à la fin de l’article 2.3.5. Règles particulières relatives aux continuités écologiques, aux zones humides, à la mise en valeur du patrimoine naturel, bâti et paysager : « Privilégier une implantation du bâti sur la partie ouest de la parcelle afin de créer un ombrage efficace et d’éviter un emmagasinement des rayonnements solaires et infrarouges (et donc de la chaleur). »

Traduction réglementaire déjà prise en compte : le Règlement du PLU encourage ces dispositifs en ne pénalisant pas leur mise en œuvre à travers l’article 2.1.1. Emprise bâtie (Définition).

93

Surface végétalisée

18

Pérenniser la présence d’arbres au-dessus ou à proximité de surfaces minérales imperméabilisées importantes tels que des parkings, afin d’apporter un confort thermique aux usagers et de limiter l’échauffement de ces matériaux par l’ombre portée naturelle.

OAP OAP

17

Conforter et développer la présence d’arbres, d’arbustes et d’une végétation isolée (en bosquet ou en alignement) en limite ou à proximité de surfaces dont les matériaux ont une mauvaise incidence sur la diminution des températures (asphalte et béton bitumineux de la chaussée et des pistes cyclables par exemple).

« Créer un îlot de fraîcheur refuge ou renforcer sa signalétique s’il existe déjà. »

« Conforter et développer la présence d’arbres, d’arbustes et d’une végétation isolée (en bosquet ou en alignement) en limite ou à proximité de surfaces dont les matériaux ont une mauvaise incidence sur la diminution des températures (asphalte et béton bitumineux de la chaussée et des pistes cyclables par exemple). » Ajouter un complément à l’article 2.4.4.1.

Espaces affectés au stationnement, voiries, constructions semi-enterrées :

Règlement

16

Pérenniser l’accès à un îlot de fraîcheur « refuge » et sensibiliser les habitants (notamment les populations vulnérables) à la proximité de ces espaces de nature avec les habitations (dans un rayon de moins de 500m).

« De façon générale, pérenniser la présence d’arbres au-dessus ou à proximité de surfaces minérales imperméabilisées importantes tels que des parkings, afin d’apporter un confort thermique aux usagers et de limiter l’échauffement de ces matériaux par l’ombre portée naturelle. »

19

Assurer le maintien d’arbres à feuillage caduc de première à troisième grandeur à proximité des façades les plus ensoleillés (orientés sud et sud-ouest).

Règlement

20

Encourager la plantation et le maintien d’arbres de première, de seconde et de troisième grandeur sur les espaces libres des parcelles privées afin de préserver et de densifier la couverture arborée déjà existante dans ces tissus.

Inciter notamment les habitants à végétaliser les clôtures et les treillis par l’utilisation de plantes grimpantes (lierre) ou par une végétation arbustive afin de délimiter les parcelles et les jardins des habitations.

L’élaboration d’un coefficient de biotope (variant selon les familles de tissus urbains) peut permettre d’encourager les habitants à valoriser et à accroître la part du végétal existant sur leurs parcelles.

Règlement

Ajouter un complément à l’article 2.4.4.4.

Aménagement paysager et plantations : « Lorsqu’un arbre de moyen ou grand développement est coupé lors du projet, un sujet qui aura un gabarit équivalent à l’âge adulte doit être replanté sur le terrain, en cherchant notamment à protéger les façades les plus ensoleillées par la plantation d’arbres à feuillage caduc, sous réserve de la conformité aux règles de droit civil. »

L’intégration d’un coefficient de végétalisation, en particulier dans les UP, serait intéressant à intégrer.

94

OAP

25

Limiter le trafic routier sur les axes les plus fréquentés.

OAP

« Limiter le trafic routier sur les axes les plus fréquentés. »

26

Limiter le recours à des systèmes de climatisation afin d’éviter le rejet d’air chaud dans l’air ambiant extérieur.

Règlement

Potentiellement, le règlement a la possibilité d’interdire le recours à des systèmes de climatisation au titre de l’aspect extérieur des constructions.

27

Reconquérir des sections de cours d’eau busés, en les rouvrant et en les renaturant notamment le long des voies de circulation, afin de rafraîchir l’air ambiant et d’améliorer le confort thermique des habitants.

OAP

« Reconquérir des sections de cours d’eau busés, en les rouvrant et en les renaturant notamment le long des voies de circulation, afin de rafraîchir l’air ambiant et d’améliorer le confort thermique des habitants. »

28

Préférer des aménagements favorisant la rétention d’eau (jardin de pluie, noue paysagère, bassin de rétention) à des bordures minérales imperméables canalisant directement les eaux pluviales et de ruissellement.

Concernant les espaces libres des parcelles privées, une mise à disposition de récupérateurs d’eau de pluie peut encourager et sensibiliser les habitants aux services thermiques de l’eau et leur permettre de réduire le coût d’entretien du patrimoine végétal de leur parcelle.

Règlement

Chaleur anthropique

« Assurer la pérennité, le bon développement et la valorisation d’une végétation bordant les cours d’eau (ripisylve, végétation rivulaire) ou de noues paysagères le long d’axes routiers importants, en y associant des itinéraires de marche à pied (déplacement doux) le long de ces micro trames vertes et bleues et autres corridors écologiques.

Sur certains tronçons, rendre accessibles les berges et la ripisylve qui les composent permettrait de valoriser ces espaces tout en apportant de la fraîcheur aux usagers. »

Surface en eau

24

Assurer la pérennité, le bon développement et la valorisation d’une végétation bordant les cours d’eau (ripisylve, végétation rivulaire) ou de noues paysagères le long d’axes routiers importants, en y associant des itinéraires de marche à pied (déplacement doux) le long de ces micro trames vertes et bleues et autres corridors écologiques.

Sur certains tronçons, rendre accessibles les berges et la ripisylve qui les composent permettrait de valoriser ces espaces tout en apportant de la fraîcheur aux usagers.

Traduction réglementaire déjà prise en compte : le Règlement du PLU à l’article 3.3.2.1 Eaux pluviales (Généralités) : « […] le débit est rejeté gravitairement au réseau public. Il est plafonné à 3 l/s/ha par la mise en œuvre de toutes les solutions susceptibles de limiter et d’étaler les apports pluviaux. » Cependant cet article pourrait mentionner et renvoyer le lecteur au Guide des Solutions Compensatoires (GSC) pour l’infiltration des eaux pluviales à la parcelle.

Source : a’urba

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Conclusion Cette étude, qui vise à savoir comment l’approche territorialisée des ICU par tissus urbains peut constituer une clé de la planification des territoires métropolitains pour l’adaptation au changement climatique, nous permet d’en tirer trois enseignements principaux.

Le premier est que le recours aux zonages du PLU s’avère être un outil de référence territoriale pertinent pour analyser le risque d’exposition des tissus urbains aux ICU. Le second enseignement montre l’intérêt d’une démarche d’analyse à l’échelle du territoire de la métropole : en sélectionnant un site d’étude représentatif pour chaque famille de tissu, il est possible d’élaborer des recommandations de lutte contre les ICU adaptées aux spécificités de chacun des tissus urbains d’un territoire métropolitain.

Enfin, on peut constater que la Recherche, si elle permet d’apporter des connaissances sur le climat urbain, aide aussi à traduire des recommandations en propositions d’écritures réglementaires visant à résorber les effets d’ICU. Nous sommes conscients que cette étude a cependant des limites. Il aurait été intéressant d’analyser le risque d’ICU sur une cartographie de nuit et non seulement de jour. En effet, le phénomène d’ICU nocturne amplifie les situations d’inconfort thermique et présente un risque sanitaire accru, étant donné que la nuit permet au corps humain de se reposer et de se rafraîchir pour compenser les effets de la chaleur diurne.

Par ailleurs, la récurrence des vagues de fortes chaleurs amplifiées par l’effet d’ICU dans le milieu urbain et la tendance au vieillissement de la population dans les années à venir, font que la difficulté à mobiliser des données pour caractériser la vulnérabilité au regard des ICU, doit être surmontée. Les récents travaux menés par l’IAU en 2017 confirment l’intérêt à se pencher sur cette question.

Enfin, une implication des citoyens ne doit pas être négligée : un travail d’écoute et de pédagogie doit être mené pour mieux faire accepter les contraintes d’une réglementation cherchant à améliorer le climat urbain.

96

Liste des sigles et acronymes ADEME : Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie ADULM : Agence de Développement et d’Urbanisme de Lille Métropole APUR : Atelier Parisien d’Urbanisme AUA/T : Agence d’Urbanisme de l’Aire métropolitaine de Toulouse CLU : Couche Limite Urbaine EPCI : Établissement Public de Coopération Intercommunale Epoc : Étude de préfiguration d’un observatoire local du climat GCEP : Guide de Conception des Espaces Publics GIEC : Groupement d’experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat ICU : Îlot de chaleur urbain IFU : Îlot de fraîcheur urbain IMU : Îlot Morphologique Urbain INSEE : Institut National de la Statistique et des Études Économiques InVS : Institut de Veille Sanitaire LCZ : Zone Climatique Locale (Local Climate Zone) MApUCE : Modélisation Appliquée et droit de l’urbanisme : Climat urbain et Énergie OAP : Orientation d’Aménagement et de Programmation OIM : Opération d’Intérêt Métropolitain OIN : Opération d’Intérêt National PADD : Projet d’Aménagement et de Développent Durable PC(A)ET : Plan Climat (Air) Énergie Territorial PNACC : Plan National d’Adaptation au Changement Climatique PNC : Plan National Canicule PRC : Plan Régional Climat PLU(i) : Plan Local d’Urbanisme (intercommunal) SCoT : Schéma de Cohérence Territoriale SIG : Système d’Information Géographique SRADDET : Schéma Régional d’Aménagement, de Développement Durable et d’Égalité du Territoire SRCAE : Schéma Régional du Climat, de l’Air et de l’Énergie SRCE : Schéma Régional de Cohérence Écologique SRU : Solidarité et Renouvellement Urbain SVF : Facteur de vue du ciel UM : Zone Urbaine Multifonctionnelle UP : Zone Urbaine Particulière UPZ : Unité de Planification Zonale US : Zone Urbaine Spécifique ZAC : Zone d’Aménagement Concerté ZACOM : Zone d’Activité Commerciale

Annexes

Figure 1 : Types de végétaux et efficacité contre la chaleur

D’après Charte architecturale, paysagère et environnementale de Saint-Médard-en-Jalles (2015) et CREM (2010) Source : a’urba

Figure 2 : Synthèse des paramètres contribuant à l’effet d’ICU dans l’espace urbain

Source : a’urba

Figure 3 : Cartographie des ĂŠtablissements sanitaires sur la thermographie satellite du territoire de la CUB.

Source : Bordeaux MĂŠtropole (2016)

Figure 4 : Les différents types de la classification normalisée des “Local Climate Zones”

Source : Stewart et Oke (2012)

Figure 5 : Exemples de fiche-type LCZ pour les LCZ 1 et 6 avec le détail des propriétés des spectres de valeur (en rouge) pour chacune des 10 propriétés

Source : Stewart et Oke (2012)

Figure 6 : Méthodologie de construction des familles à partir des zonages du PLU 3.1 de Bordeaux Métropole

N°

1

2

3

Famille

Tissus immeubles de rapport Centralités anciennes et cœurs historiques stables Centralités anciennes et cœurs historiques mutables

Zonages concernés

UP1-UP2 ; PSMV ; UP69

UM1; UM9

UM10

UM4; UM28; UP1-UP2; UP37 ;UP69

4

Échoppes, faubourgs et maisons de ville à l’alignement

UM2; UM5; UM6; UM11; UM34; UP1

5

UP3; UP13; UP14; UP18; UP33; UP39; UP49

Échoppes, faubourgs et maisons de ville avec présence de jardins sur rue

6

Grands ensembles et tissus mixtes faisant l’objet d’un programme de rénovation urbaine

Morphologie du bâti

Bâti R+3 à R+5 sur voirie souvent multifonctionnel

Bâti R à R+2 sur voirie souvent multifonctionnel

Mutabili té des tissus

Faible

Moyenne (mutation liée à l’évolution des besoins des ménages) à forte

Forte

Maisons de ville R+1 constituant un front bâti petit jardin sur rue et grand jardin en arrière

Faible

Forte

Maisons mitoyennes en RDC à R+1 à l’alignement sur la rue

Habitat mixte, individuel et collectif, disposé librement sur la parcelle

Valeur patrimoniale

Forte

Moyenne

Faible

Typologie et part des espaces libres

0.70/0.80

Petites cours ou jardins intérieurs de taille variable

0.60/0.80

Petit jardin sur rue et grand jardin en arrière

0.60/0.65

Jardin à l’arrière

0.75/0.85

8

7

Urbanisme sur dalle

Grands ensembles et tissus mixtes stables, le long d’axes structurants

Grands ensembles et tissus mixtes stables, plan libre

UP12; UP17; UP20; UP21; UP23

UP15

UM16; UM22; UM32; UM35; UM36; UM39; UP10; UP11; UP26

UM3; UM7; UM15; UM17; UM18; UM19; UM20; UM21; UM23; UM24; UM26; UM30; UM31; UM33; UP44; UP45; UP46; UP47; UP67

UP54 ; UP55 ; UP65 (AU17)

UM14; UP9; UP22; UP27; UP32; UP33; UP52

UP24; UP25; UP34

UM8; UM12; UM13; UP19; UP20;

9

Opérations récentes à caractère « bioclimatique »

lâche

Pavillonnaire

Petit collectif périurbain

10

11

12

13

Pavillonnaire compact

Habitat mixte, individuel et collectif, constituant un front bâti en bordure des axes structurants

Concerne Mériadeck : immeubles et circulation piétonne sur dalle Projets urbains présentant des dispositions « bioclimatiques » (venelles, plans d’eau, …)

Ex : BAF, Ginko…

Petit collectif de hauteur variable caractéristique des centres-bourgs ou tissus périphériques

Maisons individuelles en implantation libre sur la parcelle

Faible

Faible

A définir

Faible

Faible

Faible une fois les projets réalisés

Faible

Faible

Faible

Moyenne (dents creuses + densificat ion horizonta le + division

Jardin central sur dalle

0.85/0.90

0.75/0.80

14

15

Maisons marquées architecturalement

Tissus urbains en lisières ou isolés en zones naturelles ou agricoles stables

UP8; UP40; UP41; UP42;UP43; UP62

UM38

UPZ1 ; UPZ2 ; UPZ3 ; UPZ4 ; UPZ5 ; UPZ6 ; UPZ7 ; UPZ8 ; UPZ9 ; US6

UM25; UM29; UM37; UP4; UP5; UP6

Zone d’aménagement commercial

16

17

US5 ; US7 ; US9

Tissus urbains en lisières ou isolés en zones naturelles ou agricoles mutables

18

Zone économique généraliste à prédominance de bureaux

parcellair e)

Faible

Forte

Espaces libres entourant généralement la construction

Espaces libres généralement en enrobé et dédiés au stationnement

Maisons ayant un caractère architectural spécifique (années 20, années 50, auto construction…)

Modérée (dent creuse, division parcellair e, avec faible emprise au sol)

Faible

Espaces libres dédiés à du stationnement et des espaces verts d’agrément

Faible

Maisons individuelles établies sur du parcellaire lâche

Variable

Généralement faible

Espaces libres entourant généralement la construction

0.90

Bâti en structure et bardage métal, accompagné de nappes de stationnement

Variable

Variable

Bâti de typologie variable associé à des espaces de stationnement

Source : aâ&#x20AC;&#x2122;urba

Figure 7 : Carte des macro-familles de tissus urbains de Bordeaux MĂŠtropole

Figure 8: Carte des tempĂŠratures de surface de la CUB le 4 septembre 2013

Sources : RRP de l’INSEE (2010) Traitement : a’urba

Figure 10 : Niveau de risque ICU des 21 familles de tissus urbains

Source : aâ&#x20AC;&#x2122;urba

Figure 11 : Niveaux de risque ICU des tissus urbains de Bordeaux MĂŠtropole

Forme urbaine

Matériaux urbains

Familles influant sur l’effet d’ICU

– Observations terrain – Guide de conception des espaces publics « matériaux » (BxM)

– Google Maps, observation terrain – Cahier n°1 Îlots de chaleur urbains à Paris (APUR)

– Observation terrain – Méthode LCZ de Stewart & Oke (2012)

– Observation terrain – Observation cartographique (Google Maps)

Observation cartographique qualitative (Google Maps)

– Rapport hauteur du front bâti/largeur de la voie – Facteur de vue du ciel (indice SVF) – Dissymétrie du front bâti – Part d’espace libre – Typologie LCZ mobilisable Présence d’aménagement ou de mobilier urbains procurant de l’ombrage et de la fraîcheur

Est-Ouest ou Nord-Sud et exposition des trottoirs

Gabarit des bâtiments et de la voirie : « effet canyon »

Morphologie urbaine du tissu

Ombrage et fraîcheur apportés par les éléments urbains

Orientation des façades et du bâti (optionnel) : ombrage ou piégeage et emmagasinement de la chaleur

Part de pleine terre (sol nu)

Perméabilité du sol et des surfaces

Types de matériaux employés dans les bâtiments (toitures principalement) – Perméabilité des matériaux et des revêtements au sol – Part des surfaces imperméabilisées – Part de terre nue

Source du critère

– Guide de conception des espaces publics « matériaux » (BxM) – Cahier n°4 « Influence climatique des revêtements de sol à Paris » Atelier Parisien d’Urbanisme (APUR) – Guide recommandation pour lutter contre l’effet d’ICU (ADEME)

Critères

Propriétés et caractéristiques thermo radiatives : – Albédo (couleur) – Inertie thermique (absorption de la chaleur)

Types de matériaux et revêtements du sol employés dans l’espace public (revêtements chaussée et trottoirs) et dans l’espace privé

Paramètres urbains

Figure 12 : Tableau méthodologique d’analyse de l’existant

Source : aâ&#x20AC;&#x2122;urba

Figure 13: Analyse de l’existant : qualités à préserver sur la zone d’étude

Source : a’urba Sources des photos de matériaux : Bordeaux Métropole, a’urba (2018)

Figure 14: Analyse de l’existant : éléments à corriger sur la zone d’étude

Source : a’urba Sources des photos de matériaux : Bordeaux Métropole, a’urba (2018)

Matériaux urbains

Familles influant sur l’effet d’ICU

Types de matériaux et revêtements du sol employés dans l’espace public (revêtements chaussée et trottoirs) et dans l’espace privé

Part de pleine terre (sol nu)

ou

Perméabilité du sol et des surfaces

Types de matériaux employés dans les bâtiments (toitures et surfaces verticales)

Espace public (trottoirs) Mélange intéressant de : - Sol nu (brun) : albédo de 0,2 et perméabilité élevée, - Stabilisé beige doré/gris clair : bonne incidence sur la diminution des températures, - Végétation herbacée mélangée à de la terrepierre : bonne incidence sur la diminution des températures (couleur claire et perméabilité des matériaux minéraux).

- Mélange de terre-pierre/stabilisé/végétation herbacée sur le trottoir : perméabilité élevée, - Surface libre des parcelles (non bâtie) engazonnée.

- Peinture ou revêtement de couleur claire sur les surfaces verticales.

- Tuiles en terre cuite de couleur claire.

Parcelles privées - Mélange terre-pierre-stabilisé (graviers, gravillons) : bonne incidence sur la diminution des températures, - Végétation herbacée (engazonnée) sur les espaces libres.

+

Paramètres urbains

–

Enduits superficiels gris abîmé, asphalte gris foncé, béton bitumineux : matériaux très imperméables (notamment sur les espaces privés et publics dédiés au stationnement).

- Bardage en taule pour l’isolation extérieure du bâti.

- Murs en briques (échauffement du matériau),

- Tuile en terre cuite de couleur foncée (noir, pourpre foncé ou brun-rouge),

Parcelles privées - Béton bitumineux rouge/brun abîmé (voirie interne), - Parkings en asphalte gris foncé ou enrobé bitumineux noir, - Grandes surfaces imperméabilisées (notamment un parking de clinique vétérinaire), - Matériaux des murets en limite de parcelles : aggloméré béton, parfois de couleur foncée.

Espace public (voies de circulation motorisées et pistes cyclables) - Revêtement d’asphalte gris foncé ou de goudron : incidence forte et inertie thermique élevée, - Béton bitumineux noir : mauvaise incidence sur la diminution des températures (forte inertie thermique, teinte foncée et imperméabilité), - Enduits superficiels gris : incidence thermique élevée, - Béton brut en bordure (matériau d’interface entre la chaussée et les trottoirs) : impact sur l’air ambiant négligeable.

Figure 15 : Tableau d’analyse de l’existant sur le site d’étude « Tissu pavillonnaire compact »

Surface végétalisée

Forme urbaine

– Potentiel d’évapotranspiration (biomasse)

– Capacité d’ombrage (transparence de la canopée/du feuillage et hauteur de la tige)

Type de végétation :

Présence ou accessibilité à un espace de nature public

Présence d’espace de nature dans l’espace privé

Orientation des façades, du bâti et des voies: ombrage ou piégeage et emmagasinement de la chaleur

Ombrage ou fraîcheur apportés par les éléments urbains

Morphologie urbaine du tissu

Gabarit des bâtiments et de la voirie : « effet canyon »

Couverture arborée importante sur certaines parcelles bâties : - Arbres de taille importante (10 à 20m) regroupés sur plusieurs parcelles, formant une couverture végétale dense, notamment au-dessus de surfaces très imperméables (parking), - Nombreux arbres de taille moyenne (-10m) et végétation arbustive (arbrisseaux, fruitiers) dispersés sur les parcelles privées,

Proximité de l’îlot avec un boisement de feuillus situé au sud (450m).

Surface libre des parcelles privées souvent occupée sous forme de jardins (végétation herbacée et différentes essences d’arbres).

Orientation de certaines habitations Nord-Ouest

- Avant-toits et terrasses couvertes de certains bâtiments (ombrage créé) - Pare-soleil sur la voirie (abris-bus) : confort thermique des usagers.

Tissu pavillonnaire espacé peu dense (« sparsely built »).

Maisons pavillonnaires plain-pied ou R+1 : facteur de vue du ciel est élevé (empêchant ainsi le piégeage de la chaleur pendant la nuit).

- Espace libre presque entièrement minéral et imperméable sur certaines parcelles, - Présence d’une végétation seulement herbacée « couvre sol » donc pas de graminées vivaces ou arbustive sur certaines parcelles privées, - Peu ou pas d’ombrage sur les trottoirs de certaines voies très fréquentées (pas de plantation d’arbres),

Parcelles bâties dont une part importante des surfaces libres est composée de matériaux/revêtements minéraux imperméables et donc non végétalisées.

Façades de maisons orientées à l’Ouest et au Sud-Suest, en particulier les logements mal isolés (mauvaise étanchéité) ou soumises à une insolation importante (absence de brise-soleil, de végétation et donc d’ombre portée).

Nouvelles constructions, sans dépassement de la toiture sur la surface libre (et donc pas d’ombrage créé en limite du bâti).

- Voies d’accès de la rue aux habitations en cœur d’îlot dont le revêtement est souvent de teinte foncée et imperméabilisé.

- Division d’un terrain bâti avec une part importante de surface libre en deux parcelles avec deux habitations (densification et réduction des espaces libres),

Source : aâ&#x20AC;&#x2122;urba

Figure 16: Recommandations de lutte contre les ICU : Tissu pavillonnaire compact

Source : a’urba Sources des photos : Bordeaux Métropole, a’urba (2018)

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Mots-clés

Îlots de chaleur urbains - adaptation au changement climatique - vulnérabilité des territoires - risque - santé urbaine

Résumé

Dans la lutte contre les îlots de chaleur urbains, la complexité des morphologies urbaines constitue un frein à la mise en oeuvre d’actions concrètes. À cela s’ajoute la difficulté à traduire localement de manière réglementaire des recommandations propres à chaque tissu urbain.

L’approche territorialisée, par le recours aux zonages du PLU, est une piste possible.

Photo de couverture Réalisation : Maxime Tourtel