2.3 Ilot de chaleur urbain
Les îlots de chaleur sont des secteurs urbanisés
caractérisés par des températures de l'air ou du sol plus
élevées de 5 à 10°C que l'environnement
immédiat du point de prise de mesure. La formation, l'intensité
et la variabilité spatiotemporelle des îlots de chaleur sont
associées à six principaux facteurs, de nature :
- climatique (ciel clair, absence de vent, pollution
atmosphérique);
- énergétique (rejet de chaleur provenant de la
consommation énergétique); - géographique (emplacement de
la ville);
- morphologique (densité des bâtiments,
concentration et taux de croissance des végétaux);
- politique (pratiques d'aménagement du territoire);
- structurelle (taille de la ville, rapport de surface
minéralisée/végétalisée, occupation du
sol).
Depuis une trentaine d'années, la communauté
scientifique reconnaît l'existence de trois grandes catégories
d'îlot de chaleur: <<urban boundary layer», <<urban
canopy layer» et <<ground surface». A l'échelle
journalière, les îlots de chaleur de type <<boundary
layer» et <<canopy layer», caractérisés par des
températures de l'air élevées, sont à leur maximum
d'intensité la nuit. Par opposition, les îlots de chaleur de type
<<ground surface» ont habituellement une plus forte intensité
et une plus grande variation spatiale en cours d'après-midi. Ce type
d'îlot se développe sous forme d'archipel (petits îlots de
tailles et de formes différentes) et est davantage représentatif
des écarts thermiques intra-urbains (Genevieve Lachance, 2006).
OPTIMISATION DES METHODES DE MODELISATION DE LA POLLUTION
DU TRAFIC AUTOMOBILE
RemiliSadia
2.4 Caractéristiques temporelles et spatiales
La forme et la taille de l'îlot de chaleur urbain
varient dans l'espace et dans le temps, en fonction des conditions
météorologiques, et des caractéristiques propres à
la ville. L'îlot de chaleur urbain est le plus marqué dans les
parties les plus densément bâties, qui correspondent en
général au centre ville (figure 8). Le gradient de
température le plus fort s'observe généralement à
la périphérie de la ville, alors qu'à l'intérieur,
les gradients sont plus faibles d'où l'allusion à un îlot
dans la terminologie utilisée pour décrire ce
phénomène. Notons que la présence de parcs urbains
coïncide avec des chutes de température, jouant ainsi un rôle
d'îlot de fraîcheur. C'est par exemple le cas du Jardin Botanique
à Strasbourg (Fischer, 2001).
Figure 8 : Représentation schématique de
l'îlot de chaleur urbain (ICU) en fonction
des quartiers (Morris et
Simmonds, 2000)
Comme il a déjà été dit,
l'intensité de l'îlot de chaleur urbain est liée à
la taille de la ville. Lorsque le vent est très faible est le ciel bien
dégagé, il est montré que l'îlot de chaleur urbain
maximal est en relation avec l'algorithme (ou une fonction puissance) de la
population de la ville (Oke, 1973). Cela signifie que même dans les
petites villes, on retrouve une légère augmentation de la
température par rapport à la campagne environnante.
OPTIMISATION DES METHODES DE MODELISATION DE LA POLLUTION
DU TRAFIC AUTOMOBILE
RemiliSadia
L'îlot de chaleur urbain présente
également une extension verticale. Pendant le jour, il peut
s'étendre de 600 à 1500 mètres au-dessus de la ville, en
raison de l'importance de convection. La nuit en revanche, l'épaisseur
de cette couche dépasse rarement 300 mètres en raison d'une
stabilité plus importante. Cependant, l'atmosphère au dessus de
la ville est loin d'être homogène, et dans la couche limite
générée par la ville des deux strates (figure 9) :
La première strate est la canopée urbaine : dans
cette couche que de nombreux processus physiques, à l'origine de flux de
chaleur sensible ou latente, prennent naissance. La deuxième strate la
couche limite urbaine (CLU) : quand cette couche est poussée par le vent
à l'extérieur de la ville, elle donne naissance à ce qui
est appelé le panache urbain. Elle est alors séparée de la
surface par une couche influencée par les caractéristiques de la
compagne. En revanche, lorsque le vent est faible, une bulle d'air chaud se
forme, entretenue par des cellules convectives d'air chaud ; il s'agit du
dôme urbain.
Figure 9 : Structure verticale de l'atmosphère urbaine
des vents supérieurs et
inférieurs à 3m/s (Mestayer,
Anquetin, 1995)
Les méthodes d'observation des différents
paramètres varient selon qu'ils' agisse de la canopée urbaine ou
de la couche limite urbaine, et les échelles d'investigation ne sont pas
les mêmes :
- Dans la canopée, l'élément de base est
le « canyon urbain », limité par la rue, ainsi que par les
bâtiments qui la bordent, représentés sous forme de
parallélépipèdes (figure 10). Sa géométrie
est décrite par le rapport H/W entre la hauteur des bâtiments (H)
et la largeur du fond du fond du canyon (W).
- Dans la couche limite urbaine, l'échelle de travail
est le quartier ou fragment urbain, qui est juxtaposition de plusieurs canyons
de géométrie et d'orientations différentes,
présentant néanmoins une certaine
homogénéité.
Figure 10 : Schéma d'un street-canyon
| 
