#ICU: Thermographie été-hiver Paris

Îlot de chaleur

En juillet 2019 à Paris, la maximale était de 28°C (avec un record à 40°C dans le mois) et la minimale de 22°C. En fin de journée, les températures sont renforcées avec en moyenne 27°C à 19h. La différence de température entre un îlot de chaleur urbain et les secteurs environnants peut atteindre jusqu’à 12°C . Les îlots de chaleur urbains sont causés principalement par trois caractéristiques urbaines :

  • Une faible couverture d’arbres;
  • Des matériaux sombres, comme le goudron et l’asphalte, qui absorbent les rayons du soleil et émettent de la chaleur;
  • Des micros climats créés par de grands bâtiments qui retiennent la chaleur.

Identification des îlots de chaleur

L’objectif ici est de mesurer la thermographie des bâtiments et d’identifier les îlots de chaleurs de Paris. J’essayerai également de démonter la corrélation ou la dépendance entre la typologie des bâtiments et l’augmentation des températures. Pour la partie méthodologie, les satellites nous permettent de collecter des informations spatio-temporelles précieuses sur le comportement climatique. La température des bâtiments a été calculée à partir de mesure de température de surface (LST) du satellite Landsat-8 pour les mois d’été 2019 et d’hiver 2013 sur des images de mois de 10% de couvert nuageux. L’emprise des bâtiments avec leurs typologies (Zinc, Tuile, Terrasse béton, Ardoise, et Terrasse végétale) est disponible gratuitement sur le site de l’APUR.

Carte des îlots de chaleurs

Thermographie du 4 février 2013

La carte ne montre pas des températures absolues, mais des températures relatives en milieu urbain. La température de surface fait ressortir les étonnants contrastes climatiques ou microclimats en milieu urbain. Sans surprise, les zones industrielles et commerciales, les quartiers résidentiels très denses chauffent très vite la journée et emmagasinent la chaleur du soleil toute la journée. Ils composent un îlot de chaleur urbain caractéristique des grandes agglomérations. Inversement les lieux marqués par la présence d’eau et de végétaux sont les seules véritables îlots de fraîcheurs en ville. Ces lieux de respiration sont désormais compris comme des éléments essentiels de l’aménagement urbain, ils font partie de la palette de solutions pour adapter la ville aux surchauffes estivales.

A l’échelle du bâtiment

Figure 1 Rapport entre la température et type de toit dominant, été 2019

Les toits aux matériaux foncés, comme le goudron, le zin ,la tuile, l’ardoise ou le béton ainsi que les rues peuvent atteindre des températures de 80 degrés Celsius lors des journées très chaudes avec d’ énormes différences de températures entre le milieux urbain et les zones rurales.

Au-delà de la représentation cartographique, Il est nécessaire cependant de vérifier ces observations par le biais de régressions statistiques simples. Ainsi, la figure 1 présente la corrélation entre température et type de toit. Grâce à la régression linéaire effectuée, nous obtenons pour l’été un coefficient de détermination de 0,942 et un coefficient de Pearson de -0,029.

En statistique, le coefficient de détermination, noté R2 ou r2, est une mesure de la qualité de la prédiction d’une régression linéaire. Le coefficient de détermination élevée, témoigne d’une vraie de dépendance linéaire entre la température et types de toitures des bâtiments. En complément, le coefficient de Pearson vient confirmer une relation décroissante. Ainsi, on peut valider notre hypothèse sur la dépendance de nos deux variables. En d’autres termes plus la température augmente plus il fait chaud dans ce type de bâtiments. Ce la interpelle car 90% des bâtiments de Paris sont constitués de zinc, tuile, béton et d’ardoise.

Pour conforter ces résultats, cette comparaison pourrait être effectuée sur plusieurs dates mais également sur des moyennes annuelles et saisonnières pour confirmer le phénomène. Mais les images avec 10% de couvertures nuages sont peu disponibles en hiver.

Par ailleurs, le nombre de jours de chaleur extrême devrait augmenter avec les changements climatiques. En 2070, Paris pourrait connaître des températures au-dessus de 30 degrés jusqu’à 27 jours par année, alors que la moyenne aujourd’hui est de 9 jours.

En février 2013 à Paris, la t° maximale était de 5°C (record à 10°C) et la minimale de 2°C. Il y a eu un peu de précipitations en février 2013, avec en tout 52mm sur le mois et en moyenne 1.84mm par jour. En hiver, contrairement en été ou la température est diffuse , on constate une concentration des îlots de chaleur dans le centre et le nord ouest de Paris.

La morphologie des bâtiments, l’exposition, la couleur des murs, la taille et la localisation des fenêtres, l’isolation, la ventilation, la présence ou non de protection solaire sont autant de facteurs qui, directement ou indirectement, influencent le phénomène d’ICU et son impact sur le bâtiment. En jouant sur tous ces facteurs et en ayant une réflexion globale sur le bâtiment, on peut favoriser et assurer le confort thermique de l’habitant  et si cela ne règle pas complètement le problème des ICU, cela permet néanmoins de limiter les impacts dus aux fortes chaleurs et les déperdition énergétique en hiver.

Comment lutter contre les ICU

  • Planter des d’arbres;
  • Végétaliser les parcs de stationnements;
  • Asphalter les routes avec des matériaux de couleur claire;
  • Couvrir les murs des bâtiments avec des plantes telles que le lierre;
  • Installer des toits verts ou remplacer le matériau existant par des surfaces claires ou réfléchissantes.
  • Créer ou aménager des ruelles vertes;

Conclusion

La température de surface fait ressortir les étonnants contrastes climatiques ou microclimats en milieu urbain. Les données issues des outils de modélisation ou d’estimation, peuvent être intégrés dans les outils de planification territoriales . Ces derniers pourront alors agir sur différentes thématiques comme les îlots de fraîcheur, l’albedo des matériaux urbains, l’orientation des voies et bâtiments.

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