Comment atténuer l’îlot de chaleur urbain et ses conséquences sur le climat des zones périurbaines?

Intitulé et acronyme du projet: Modélisation de la température dans les systèmes urbains et périurbains

Financé dans le cadre de l'Appel à projet blanc 2014, le projet MOTUS s'est déroulé sur 2 ans (2015-2016)

Porteur : Patrick STELLA (SAD-APT)

Partenaires

• Dans BASC : SAD-APT, LSCE, ECOSYS
• Hors BASC : ENSP, CNRM, Université de Pékin, Laboratoire Image Ville Environnement, Laboratoire Mobilité-Réseaux-Territoires-Environnement

Bien que représentant une faible fraction de la surface continentale, entre 1 et 3% selon les estimations, les villes concentrent la majorité de la population, 52% à l’échelle mondiale et 78% en France. L’urbanisation modifie significativement tous types d’échanges entre la surface et l’atmosphère (chaleur, vapeur d’eau, gaz à effet de serre, composés chimiques, poussières). Cette altération des échanges aboutit en particulier au phénomène d’« îlot de chaleur urbain » (ICU), c’est-à-dire des températures plus élevées en milieu urbain qu’en milieu rural. Cette augmentation des températures a de nombreuses conséquences : augmentation de la consommation d’énergie, dégradation du confort thermique des citadins, risques sanitaires lors des vagues de chaleur, mais aussi contribution à la dégradation de la qualité de l’air. En outre, ces effets peuvent se propager en dehors des villes et affecter le climat des zones périurbaines adjacentes, modifiant potentiellement le fonctionnement des écosystèmes périurbains. Dans un contexte de réchauffement climatique et d’accroissement de la population (et donc de probable extension des zones urbaines), ces risques ne peuvent être qu’exacerbés au cours des prochaines décennies. Il est donc nécessaire aujourd’hui d’envisager des solutions afin de les réduire, sinon de les limiter. Le projet MOTUS visait donc, à partir de modèles existants, de se doter au sein de BASC d’un outil de modélisation capable de simuler les différents échanges se produisant entre la surface et l’atmosphère en milieu urbain et périurbain, afin (à terme) d’explorer (entre autres) les possibilités d’atténuation de l’îlot de chaleur urbain et ses conséquences sur le climat des zones périurbaines.

Résultats

Suite au workshop « Le climat urbain : modélisation des échanges de chaleur et de polluants » organisé dans le cadre du projet, le modèle TEB (Town Energy Balance) développé par Météo- France a été choisi pour représenter les échanges d’énergie et le microclimat urbain. Celui-ci a été couplé avec le modèle SURFATM (modèle d’échanges entre la végétation et l’atmosphère) développé par l’UMR EcoSys afin de représenter le rôle de la végétation urbaine sur l’atténuation de l’îlot de chaleur urbain. Ainsi, le Labex BASC dispose aujourd’hui d’un modèle capable de représenter le climat urbain, et potentiellement l’impact des villes sur le climat régional. Enfin, le projet MOTUS a permis de développer une dynamique non seulement au niveau des équipes de recherche de BASC mais aussi avec des équipes de recherche nationales, qui s’est concrétisée par le dépôt d’un projet ANR lors de l’AAP Générique 2017 sur le rôle de la végétation comme solution d’atténuation de la pollution et de l’îlot de chaleur urbain aux échelles locales et régionales (projet en cours d’évaluation).

Poster issu des journées BASC 2017: