Bâtir résilient face aux canicules et aux îlots de chaleur urbains

Rédigé par
Mariette Guermonprez - Construction21

Cheffe de projet concours

1534 Dernière modification le 11/10/2023 - 10:31
Bâtir résilient face aux canicules et aux îlots de chaleur urbains

Après des températures record en septembre 2023, le mois d'octobre débute également sous des hausses du mercure inhabituelles. Avec ces thermomètres qui ne redescendent pas, la problématique de construire et rénover pour pallier les vagues de chaleur devient elle aussi un sujet brûlant.

Alors que les vagues de chaleur seront de plus en plus récurrentes et intenses ces prochaines années, quelles sont les conséquences pour nos villes et nos bâtiments ? Comment pouvons-nous y répondre ? Décryptage de ce phénomène climatique et des solutions permettant d’y faire face.

Canicules et îlots de chaleur urbains : deux versants d’un problème brûlant

Une vague de chaleur ou canicule est une période de plusieurs jours consécutifs durant lesquels les températures sont anormalement hautes, en journée comme la nuit, comparées aux moyennes de saison. Des seuils à différentes échelles géographiques sont définis selon le climat et les spécificités du territoire.

Ce phénomène, même s’il gagne en ampleur chaque année, n’est pas nouveau : de 2010 à 2019, les températures moyennes en France avaient déjà augmenté de 1,8°C par rapport au début du XXe siècle. Dans le scénario le plus pessimiste du GIEC, qui correspond à notre trajectoire actuelle, à l’horizon 2100 les vagues de chaleur pourront durer jusqu’à dix semaines sans interruption.

Les risques engendrés par les vagues de chaleur sont majoritairement sanitaires (coups de chaleur, pathologies cardiovasculaires et respiratoires…), mais les conséquences sur le patrimoine bâti n’est pas négligeable.

L’Observatoire de l’Immobilier Durable (OID) a identifié treize catégories d’impacts dans le secteur immobilier. En premier lieu, une hausse des températures, notamment diurnes, sur plusieurs jours consécutifs augmente le besoin en équipements de climatisation et de ventilation. Par conséquent, les bâtiments sont plus énergivores et dépendants à l’électricité. L’absence de rafraîchissement la nuit cause une mauvaise ventilation naturelle, alors que la qualité de l’air intérieur est affectée par les pics de pollution ou les rejets de substances de certains matériaux face à la chaleur. Les canicules sont également responsables de la détérioration de bâtiments : fissuration des bétons, craquelure des enduits, corrosion des réseaux de plomberies, etc.

Au-delà du bâtiment même, plantes et sols sont asséchés, ce qui dégrade la biodiversité, réduit les bienfaits associés (ombrage, rafraîchissement…) et augmente la vulnérabilité aux autres aléas climatiques.  

Face aux vagues de chaleur, tous les territoires ne sont pas égaux. En ville, les îlots de chaleur urbains (ICUs) aggravent l’intensité des canicules et leurs effets. Ces ICUs sont causés par la plus grande présence de surfaces bitumées et de matériaux de construction qui ne réfléchissent pas la chaleur et mais l’absorbent avant de la restituer lentement durant la nuit. La morphologie des villes entre également en jeu : les hauts bâtiments empêchent la circulation du vent. La différence de températures entre zones rurales et urbaines peut ainsi atteindre jusqu’à 10°C !

 

Quand le bâti prend le frais

Entre prévention et adaptation, un vaste champ d’outils est à disposition des acteurs de la ville et du bâtiment. Ces solutions sont plus ou moins efficaces, populaires, coûteuses ; et doivent bien souvent être appliquées à plusieurs. Avant de les mettre en œuvre, il est important d’étudier en profondeur les vulnérabilités du bâtiment selon son implantation.

Concevoir des bâtiments résistants aux vagues de chaleur

La prise en compte de cet aléa météorologique doit se faire dès les prémices d’un projet de rénovation ou de construction. Les matériaux choisis pour l’enveloppe et la structure ont un impact sur la capacité du bâtiment à limiter les surchauffes en accumulant la chaleur. Il faut donc favoriser des matériaux à forte inertie, hygrothermiques, peu émissifs et réfléchissants ; tels que la terre, la pierre ou le béton. Une isolation par l’extérieur performante permet également de conserver l’inertie thermique du mur et de traiter les ponts thermiques.

L’exposition du bâtiment au rayonnement solaire est également un paramètre à ne pas négliger. Penser l’orientation de la construction en fonction de son environnement, par exemple par rapport à l’ombrage des ouvrages environnants, limiter les surfaces vitrées à celles nécessaires à l’éclairage naturel et installer des protections solaires (volets, brise-soleil…) sont des stratégies permettant de contrôler les températures intérieures en cas de canicule.

Frugalité et performance des systèmes énergétiques chaudement recommandées

L’installation de systèmes de ventilation appropriés est essentielle pour limiter le recours à des climatiseurs néfastes et les pics de consommation d’énergie pendant les vagues de chaleur. Cela peut aller du traditionnel "puits provençal", une technique permettant de rafraîchir l'air en le faisant passer sous terre, à des systèmes de ventilation naturelle et mécanique contrôlée, voire des systèmes de ventilation double flux. Le choix du système de ventilation se fait en fonction de l’orientation du bâtiment ; des ouvertures bien placées peuvent par exemple permettre aux vents de s’infiltrer la nuit et ainsi de rafraîchir l’intérieur pour la journée suivante.

Des systèmes de rafraîchissement peuvent être installés en complément, tels que des systèmes à compression mécanique sur air ou sur eau, qui peuvent être couplés à des énergies renouvelables pour réduire leur empreinte carbone. Le géocooling, le rafraîchissement évaporatif et la brumisation sont d’autres alternatives durables et efficaces.

Sensibiliser les occupants à la bonne gestion du bâtiment

Les occupants peuvent contribuer à la réduction des températures intérieures en adoptant certaines pratiques. Par exemple, ventiler l'espace la nuit lorsque les températures sont plus fraîches réduit la nécessité de recourir à la climatisation pendant la journée. De même, les protections solaires doivent être utilisées correctement pour protéger du rayonnement solaire. Les systèmes de Gestion Technique du Bâtiment (GTB), qui optimisent le fonctionnement des services comme le chauffage, la ventilation et le conditionnement d’air, peuvent être utiles à cet égard.

Limiter l'utilisation d'appareils informatiques et électroménagers pendant les pics de chaleur et choisir des équipements économes en énergie permet également de contrôler la température intérieure tout en réduisant la demande énergétique en période de canicule.

La sensibilisation des occupants à ces pratiques joue un rôle clé dans la gestion de la chaleur à l'intérieur des bâtiments. Les constructeurs du bâtiment peuvent produire des guides détaillant les mesures à adopter pour une gestion efficace des équipements fournis.

Rafraîchir au-delà du bâtiment

La résilience d’un bâtiment aux vagues de chaleur se joue également en dehors de ses murs. Végétalisation et points d’eau à proximité absorbent la chaleur et réduisent la température extérieure aux abords du bâtiment. Cela permet de diminuer la pression sur les matériaux et d’offrir aux occupants des espaces agréable pour faire face aux températures extrêmes.

Elargir le champ des solutions à l’échelle locale

Finalement, plusieurs des solutions exposées précédemment peuvent être encouragées par des politiques d’urbanisme locales. De la maîtrise de l’artificialisation des sols à l'adaptation des normes architecturales pour permettre davantage d'installations de dispositifs de protection solaire, de nombreuses possibilités s’offrent aux acteurs publics.

Encourager l'utilisation des transports en commun et des modes de déplacement doux pour réduire la pollution et le réchauffement urbain est également essentiel. De plus, prévoir des espaces publics ombragés et rafraîchissants protège les populations lors des vagues de chaleur. La Ville de Paris par exemple, répertorie les « îlots de fraicheur » situés sur son périmètre.

En intégrant ces solutions dans la planification urbaine, les collectivités peuvent rendre les villes plus résilientes face aux vagues de chaleur et créer un environnement plus agréable pour les habitants.
 

Sources :

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