Ilots de chaleur urbain : Montréal, Baltimore, Bruxelles et Genève
Diverses méthodes sont utilisées pour identifier les îlots de chaleur urbains à travers le monde : température de sol, modèles microclimatiques… Cette petite étude vise d’une part à comparer notre approche, basée sur l’Indice de Confort Thermique Usager, avec les approches plus classiques de thermographie et de microclimatique et d’autre part à étudier sa mise en œuvre à différentes latitudes et longitudes, hors du territoire français où la méthode a été mise au point. Quatre sites ont été étudiés : Montréal, Genève, Bruxelles et Baltimore.
La méthode
Notre objectif était de disposer d’une méthode précise, rapide à mettre en œuvre et permettant une analyse dynamique (suivi temporel) du confort thermique urbain. Une méthode permettant également de simuler l’impact des mesures de lutte contre les ICU : végétalisation, changement de revêtement de sol… Cette méthode repose sur une approche micro (monitoring local du comportement thermique des espaces urbains, des végétaux…) du point de vue de l’usager et sur une approche macro en considérant le territoire dans son ensemble, grâce à l’exploitation de données satellites.
L’Indice de Confort Thermique Usager rend ainsi compte de la capacité d’un espace urbain à présenter les caractéristiques d’un UHI ou d’un IFU, à partir de données morphologiques :
- Densité de bâti
- Densité de surfaces minérales
- Qualité végétale : densité et stress hydrique
- Qualité de la canopée : densité et stress hydrique
Cette méthode et ses applications sont présentées dans :
- Du diagnostic territorial à la simulation du comportement des projets de végétalisation et de leur impact sur les ICU
- La carte des îlots de chaleur et de fraîcheur de 10 villes françaises
Les critères morphologiques sont de même nature que ceux utilisés dans les LCZ, leur pondération ressortant des mesures locales réalisées sur de nombreux sites urbains. La prise en compte du stress hydrique de la végétation est un point fondamental dans le diagnostic des espaces (voir l'impact du stress hydrique sur le rafraîchissement).
Une première comparaison avec des données détaillées a pu être réalisée sur la ville de Nice, où le CEREMA a réalisé une première étude morphologique sur la base de données d’occupation du sol.
La figure ci-joint présente la comparaison entre les deux simulations, celle du CEREMA en haut et celle basée sur notre Indice de Confort Thermique Usager.
Mise au point sur différentes villes françaises (Vichy et Bordeaux Métropole notamment), cette méthode présente un caractère généraliste qui lui permet de s’appliquer à d’autres pays, longitudes et latitudes.
L'objectif de l'étude présentée ici est double. Comparer notre méthode à d'autres approches telles que celles basées sur des modèles microclimatiques à grande échelle et celles basées sur des thermographies (et donc sur les températures de sol, malgré les biais induits).
Comparaison à quelques sites de référence
Nous avons recherché des sites présentant des données exploitables, et notamment avec la mise à disposition du cadastre, et des références en matière de cartographie ICU/IFU. 4 sites ont été retenus ici :
- Bruxelles (Belgique)
- Genève (Suisse)
- Baltimore (US)
- Montréal (Canada)
Cas de Montréal :
Nos résultats sont ici comparés à la thermographie disponible sur https://ici.radio-canada.ca/nouvelles/special/2016/6/carte-chaleur/map.html.
Si les tendances sont semblables, les différences se jouent sur la définition spatiale, l’absence du bâti dans notre cas (l’ICU est calculé sur l’espace public) et la date, puisque nous utilisons ici les données de l’été 2021 (l’été 2022 étant trop défavorable pour l’impact de la végétation).
La figure suivante présente une vue 3D qui, si elle présente moins d’intérêt en matière d’analyse, met bien en évidence le rôle de la végétation.
Cas de Baltimore :
Toujours sur le continent américain, nous avons travaillé sur le cas de Baltimore, pour lequel nous avons effectué une comparaison sommaire avec une thermographie disponible auprès du Baltimore Office of Sustainability.
Cas de Genève :
La ville de Genève a fait réaliser une étude très poussée (GEO-NET) des îlots de chaleur et de fraîcheur que vous pouvez retrouver sur https://map;sitg.ch. La méthode mise en œuvre repose sur le modèle méso-échelle FITNAH 3D. La comparaison avec ce type d’outil est particulièrement intéressante puisqu'ils proposent des finesses de résultat bien plus importantes que les thermographies.
Sur la base de cadastres a priori légèrement différents, les images ci-dessous présentent une comparaison entre les résultats SITG (à gauche) et nos propres résultats (à droite).
Une analyse plus approfondie serait très intéressante. L’image suivante présente une vue 3D du territoire de Genève.
Cas de Bruxelles :
La ville de Bruxelles a faire réaliser une étude microclimatique (https://bx1.be/categories/news/bruxelles-environnement-devoile-carte-zones-plus-chaudes-de-region-bruxelloise/) par le laboratoire VITO.
Les images suivantes présentent une première comparaison des deux approches sur le cœur de ville de Bruxelles :
Conclusion et perspectives
Dans tous les cas, la comparaison des résultats est à poursuivre, mais les premiers résultats montrent une bonne corrélation de nos résultats avec ceux des différentes méthodes fines (cas de Bruxelles et Genève). La prise en compte du stress hydrique de la végétation et la capacité de notre approche à effectuer un suivi dynamique au cours de la saison n'a pas pu être comparée à d'autres méthodes pour l'instant.
La comparaison avec les thermographies restent limitée puisque nous prenons en compte des informations plus nombreuses, relatives aux capacités de stockage et de dissipation de l’énergie thermique et à la santé du patrimoine végétal.
Cette étude montre également la capacité de l’approche à traiter tout type d’espaces urbains en Europe ou en Amérique du Nord. Si d’autres territoires sont intéressés, n’hésitez pas à prendre contact !