Îlots de chaleur urbains (ICU) : comment intervenir ?

Îlot de chaleur urbain : définition

L’expression « îlot de chaleur urbain » (ICU) désigne l’écart de température entre le milieu urbain et la périphérie moins dense, les zones rurales ou les espaces verts. La différence de chaleur est parfois considérable. Elle peut atteindre en été jusqu’à plus de 10°C et entrainer de multiples conséquences, potentiellement lourdes, sur le confort, la santé, la biodiversité, la pollution de l’air, etc. Longtemps considérées comme bénéfiques pour faire face aux hivers les plus rigoureux, ces vagues de chaleur urbaine qui augmentent autant en nombres qu’en intensité, nécessitent la prise de mesures concrètes pour éviter des conséquences trop sérieuses et aggravées par le changement climatique.

Quelles sont les causes des îlots de chaleur urbains ?

Selon le CNRS, les îlots de chaleur sont surtout le résultat des activités humaines et de l’urbanisme. A l’inverse de ce qui est généralement pensé, la pollution ne joue quasiment aucun rôle dans leur apparition ; les épisodes de mauvaise qualité de l’air étant plutôt des conséquences des îlots de chaleur.

Les ICU sont principalement dus :

• à la morphologie urbaine (type de bâtiments, densification des zones urbaines…) ;
• aux apports entropiques (climatisation, transports utilisés…) ;
• à la nature des surfaces urbaines (matériaux de construction, revêtements de sol…).

La plupart des surfaces des bâtiments et des routes sont des absorbeurs de chaleur du soleil, à l’inverse des espaces naturels (prairies, forêts, lacs…). C’est d’autant plus le cas lorsque les murs sont hauts et denses. La nuit venue, cette chaleur emmagasinée est relâchée dans l’atmosphère, ce qui s’ajoute au fait que l’atmosphère des milieux urbains est plus chargée en gaz à effet de serre, ce qui crée une barrière, les conditions sont réunies pour empêcher les températures diurnes et nocturnes de diminuer. La chaleur se retrouve alors piégée au-dessus de la ville, créant ce qu’on appelle une bulle de chaleur.

Combinés, ces effets favorisent l’écart de température entre la ville et les zones rurales à proximité et ne permettent pas un rafraîchissement nocturne. C’est pourquoi il est essentiel pour les collectivités d’ajuster l’aménagement urbain et de lutter contre les îlots thermiques.

Quelles solutions pour réduire l’impact des îlots de chaleur urbains ?

Les surfaces minéralisées comme le goudron ou les murs de brique, les tuiles… ont un fort impact d’îlots de chaleur urbain. Face à la hausse des températures, la réduction de ces surfaces et la création d’îlots de fraicheur est la stratégie la plus importante à mettre en œuvre pour les villes. Par où commencer pour relever ce défi ?

Vers un urbanisme anti canicule : repenser l’espace urbain pour réduire la chaleur emmagasinée

La concentration des bâtiments, la disparition des espaces verts, ou encore, la circulation des voitures contribuent à l’augmentation de ces dômes thermiques posant problèmes. Certains aménagements de l’espace urbain peuvent permettre de réduire cette production de chaleur. Il est ainsi possible de créer des courants d’air par une orientation réfléchie des bâtiments, afin de permettre une meilleure circulation de l’air. Autre solution envisageable : déployer davantage de pistes cyclables pour inciter les habitants à utiliser davantage des moyens de transport « verts ».

Utiliser des matériaux qui retiennent moins la chaleur

Un effort doit également être réalisé pour repenser les infrastructures urbaines. Certains matériaux minéraux absorbent et retiennent énormément la chaleur comme le béton. La solution peut donc être, lorsque c’est possible, de remplacer ces matériaux par des revêtements innovants qui retiennent moins la chaleur.

Entre autres, les villes peuvent recourir à des revêtements perméables laissant davantage passer l’eau de pluie. Ce type d’aménagement favorise le rafraîchissement de l’atmosphère (par évaporation) et permettent de lutter contre les îlots de chaleur urbains

Verdir la ville et créer des îlots de fraicheur

Le verdissement de l’espace urbain est un autre moyen efficace pour prévenir les îlots de chaleur urbains. Verdir une ville, c’est réduire les espaces couverts par l’asphalte pour augmenter la quantité de végétaux et d’îlots de fraicheur. Plusieurs solutions sont envisageables :

• Se réapproprier les espaces urbains délaissés pour créer des parcs, plus respirables pour les habitants surtout en été ;
• Planter des arbres le long des rues pour absorber l’énergie solaire et la chaleur, si possible en optant pour des arbres caducs qui bloquent moins les apports du soleil en hiver grâce à la perte de leurs feuilles.

Augmenter l’albédo des surfaces

Les surfaces sombres absorbent plus la chaleur que les surfaces plus claires. L’une des stratégies les plus simples pour réduire les îlots de chaleur urbains est donc d’augmenter l’albédo des surfaces. C’est-à-dire blanchir certains surfaces ou utiliser des matériaux plus pâles. Un choix qui guide depuis longtemps le choix de couleur des surfaces dans les pays chauds. SOPREMA développe justement des solutions d’étanchéité type membranes cool roof ou peintures cool roof. Ce revêtement peut être utilisé sur les toitures-terrasses neuves ou existantes, logiquement exposées au rayonnement solaire. Selon les configurations, l’étanchéité cool roof peut faire gagner 3 à 4°C.

Îlots de chaleur urbains : rafraîchir sans climatisation, c’est possible !

L’utilisation de la climatisation a un effet pervers sur la chaleur des villes notamment. Cet équipement est d’ailleurs voué à disparaître à terme, notamment avec l’entrée en application de la RE 2020. Heureusement, des solutions alternatives existent afin de réduire les températures et améliorer ainsi le confort d’été des usagers :

• Les modules de rafraîchissement adiabatique, avec systèmes manuels, autorégulés ou connectés à la centrale de traitement de l’air (CTA), qui consomment jusqu’à 10 fois moins d’électricité qu’une climatisation ;
• Les ouvrants de ventilation naturelle, comme les grilles de ventilation, les lanterneaux à énergie électrique ou pneumatique ou encore les voûtes ;
• Les brise-soleil fixes ou orientables ;
• Les membranes cool roof :
• Les toitures et murs végétalisés ;
• Une isolation thermique performante, avec un déphasage efficace.

La combinaison de l’ensemble de ces solutions permet d’obtenir des résultats probants. Ces équipements sont présents dans les différentes gammes de SOPREMA.

Rénover et concevoir des bâtiments plus « verts »

Bâtir des bâtiments moins gourmands en énergie permet de limiter leur impact sur l’environnement, et ainsi réduire la formation d’îlots de chaleur urbain. L’enjeu est donc d’améliorer l’efficacité énergétique du bâti en s’appuyant sur des matériaux appropriés, sur des systèmes de récupération d’eau de pluie, ou encore, sur l’augmentation de l’albédo des toitures. En clair, concevoir des bâtiments qui prennent en compte le climat et l’environnement pour réduire les besoins en énergie. Une logique qui entre parfaitement dans celle de la RE 2020 en vigueur depuis le 1^er janvier 2022.