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Îlot de chaleur dans la cité

Chaque arbre compte

5 mars 2020 | RAINER KLOSE

Un hiver particulièrement chaud touche à sa fin – en été, la prochaine vague de chaleur menace. Le changement climatique ne fera qu’aggraver le phénomène. Peut-on créer en ville des zones de fraîcheur venant compenser cette réalité? Des chercheurs de l’Empa ont programmé un logiciel de simulation qui fournit des informations précises sur le type de revêtement et de végétalisation pouvant produire l’effet souhaité. A titre d’illustration, ils ont choisi la Münsterhof de Zurich.

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Intervention artistique de Heinrich Gartentor sur la Münsterhof (vu par un drone). Image: Peter Baracchi

L'hiver le plus chaud depuis le début des relevés météorologiques touche à sa fin. La température moyenne était de 3,4 degrés Celsius plus élevée que la moyenne de 1981 à 2010, a rapporté le 4 mars le service européen du changement climatique Copernicus Climate Change Service (C3S).  Il est donc à craindre que les prochains mois d'été battent également de nouveaux records de température. Dans les villes, l'asphalte brillera, et traverser des lieux sans ombre comme le Münsterhof de Zurich sera une torture.

Comment faire pour que nos villes restent à peu près agréables à vivre dans les 100 prochaines années, alors que les températures ne cesseront d’augmenter? Un peu de verdure urbaine artistement répartie? Ou faut-il prendre des mesures plus précises? L’Empa propose une première modélisation informatique de l’approche à choisir, sur l’exemple justement de la Münsterhof.

Aytaç Kubilay travaille au «Laboratory of Multiscale Studies in Building Physics» de l’Empa et à la chaire de physique du bâtiment de l'ETH Zurich. Il est expert en simulation des flux de chaleur à différentes échelles, des pores d’une tuile, d’un mur de béton ou de pièces de bois, jusqu’à une ville prise dans son ensemble. Avec ses collègues, il réfléchit aux stratégies propres à maintenir les villes supportables lors des futures canicules. Le chercheur a choisi pour modèle la Münsterhof du cœur historique de Zurich. Elle est en grande partie pavée et séparée de l’église du Fraumünster par une bande de béton. Elle est en outre presque encerclée de bâtiments dont les façades sont chauffées par le rayonnement solaire.

Rendre le changement climatique plus supportable

La population a en quelque sorte plébiscité l’idée d’une Münsterhof verdie. En témoigne l’accueil réservé l’été dernier à l’installation de l’artiste bernois Heinrich Gartentor: durant quatre semaines, la place s’est trouvée couverte d’une prairie sèche agrémentée de deux saules à l’ombrage bienfaisant, empruntés au Baummuseum de Rapperswil. De l’ouverture jusqu’au dernier jour, le 17 septembre, la ville a reçu demande sur demande de pérenniser cette prairie.

Kubilay et ses collègues de l’Empa étaient entièrement étrangers à l’action de Heinrich Gartentor, même si leurs travaux vont dans le même sens. Les chercheurs ont choisi cette place pour effectuer des simulations dont les résultats seraient transférables à d’autres lieux et d’autres villes. Leurs calculs montrent que la température de la Münsterhof resterait sensiblement inférieure si, au lieu d’être pavée, la place était couverte de terre et d’herbe. Le sol se rafraîchirait mieux la nuit et accumulerait moins de chaleur le jour.

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Un groupe d’arbres au nord-est de la Münsterhof réduirait la température de l’air sur une hauteur de 2 mètres En haut à droite: dans la zone colorée de brun, l’air serait plus chaud le matin en raison des modifications apportées à la circulation du vent. Images du bas: En début d’après-midi, les arbres om-bragent les façades avoisinantes et ont un effet très rafraîchissant. Tard dans l’après-midi, toute la place bénéficie du rafraîchissement. Image: Empa
A quoi tient le sentiment de bien-être?

Pour évaluer l’effet sur les gens d’une modification de la température, les chercheurs de l’Empa utilisent l’indice universel du climat thermique (UTCI). Celui-ci évalue la température ressentie par les passants compte tenu non seulement de la température de l’air, mais également de son humidité, de la température avoisinante, du rayonnement solaire et de la vitesse du vent. L’UCTI reste assez semblable à l’échelle centigrade: les valeurs allant de +38 à +46 signalent un «stress thermique très fort», de +32 à +38 un «fort stress thermique», de +26 à +32 un «stress thermique moyen». Les gens se sentent le mieux et n’éprouvent aucun stress thermique pour un UCTI situé entre +9 et +26.

Résultat de la simulation: Dépaver un quart seulement de la Münsterhof pour y poser un autre revêtement permettrait d’éviter la fournaise que cette place constitue en été. Un sol en briques poreuses permettrait un rafraîchissement par arrosage et évaporation. De l’herbe serait également bienvenue, même si elle n’était pas arrosée en permanence, même si elle devait parfois se dessécher. Les périodes durant lesquelles l’indice UTCI de la place dépasse 32 («fort stress thermique») seraient donc sensiblement réduites par des revêtements mieux adaptés.

Les arbres modifient le climat
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La Münsterhof à Zurich est un îlot de chaleur classique. Un espace vert comme celui-ci dans le cadre d’un projet artistique à l’été 2019 pourrait aider. Image: Peter Baracchi

Le résultat serait encore meilleur avec des arbres. Aytaç Kubilay et son collègue Lento Manickathan ont simulé l’effet de quatre arbres groupés au nord de la place. «Leur ombre et leur transpiration réduirait fortement la charge thermique», explique Kubilay. La température ressentie serait réduite de deux degrés sur de larges secteurs de la place, voire de quatre degrés là où les façades sont à l’ombre.

Les arbres ne font pas que rafraîchir la place, ils peuvent y modifier durablement l’écoulement du vent. Cet effet peut se combiner aux autres pour lutter contre les canicules. Après ces simulations au cœur de Zurich, les chercheurs vont maintenant affiner leur programme afin de permettre aux urbanistes de calculer plus en détail la manière d’affronter les changements climatiques.


Rédaction / Contact médias
Rainer Klose
Empa, Communication
Tél +41 58 765 47 33
redaktion@empa.ch


Links

Dans le programme de MDR Wissen intitulé "Krank vor Hitze?", Aytaç Kubilay parle du projet d'écologisation de la Münsterhof à Zurich.
Diffusion de MDR Wissen à partir du 15 novembre 2020 (en allemand)

 

 

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