Rendre les vagues de chaleur plus supportables dans les villes
Les plantes et l'eau permettent d'atténuer la chaleur dans les villes. En prenant l'exemple de Zurich, des chercheurs de l'Eawag ont testé un modèle climatique qui indique l'importance de l'effet des surfaces vertes et bleues. Le modèle soutient la planification urbaine et montre où des améliorations seraient particulièrement efficaces.
En raison du changement climatique, les vagues de chaleur sont de plus en plus fréquentes, ce qui a des effets particulièrement néfastes sur la santé humaine, les moyens de subsistance et les infrastructures dans les villes. La modification de la couverture du sol, qui passe de matériaux naturels à des matériaux artificiels tels que le béton et l'asphalte, entraîne une augmentation du stockage de l'énergie, une diminution de l'évaporation de l'eau et une réduction de la ventilation. "Avec notre travail, nous voulons contribuer à trouver des solutions pour améliorer la qualité de vie des populations urbaines", explique João Leitão, professeur à l'ETH Zurich et chef de groupe au sein du département de gestion des eaux urbaines de l'Eawag.
Des études ont montré que l'une des meilleures méthodes pour rafraîchir l'extérieur des villes consiste à augmenter les espaces verts et aquatiques. Mais dans quelle mesure cela permet-il réellement de faire baisser la température à un endroit donné ? Pour répondre à cette question, des chercheurs australiens ont développé un modèle climatique appelé TARGET, abréviation de "The Air-temperature Response to Green/blue-infrastructure Evaluation Tool". "Nous avons étudié la qualité des prédictions de TARGET et si un tel outil était adapté à la planification urbaine", explique Leitão.
Modèle simple et rapide
Contrairement à d'autres modèles numériques complexes qui nécessitent beaucoup de calculs, TARGET est simple et rapide. Il a besoin en entrée de données météorologiques générales ainsi que de données géographiques indiquant les matériaux qui recouvrent la ville, la hauteur des bâtiments et la largeur des rues. Sur la base de ces ensembles de données, TARGET établit des prévisions de la température de surface et de l'air pour les lieux concernés. "Il s'agit donc d'un modèle spatial", explique Jixuan Chen, doctorante dans le groupe de Leitão et premier auteur de l'étude sur TARGET : "Le modèle montre par exemple que la température de l'air est plus élevée à un endroit donné parce qu'il y a plus de béton, ou qu'il fait plus frais dans les zones boisées".
Afin de tester dans quelle mesure les prévisions de TARGET correspondent à la réalité, les chercheurs ont choisi Zurich comme cas d'étude - une zone d'environ 29 km2 qui comprend le centre-ville le long de la Limmat ainsi que les grandes zones verdoyantes de Käferberg et de Zürichberg. Les températures de surface et de l'air ont été calculées pour différents sites pendant une période de canicule en été 2023.
Les chercheurs ont comparé les résultats de la simulation avec les valeurs de température mesurées directement sur place. Ils se sont basés sur les données du service météorologique Meteoblue, qui possède un réseau de plus de 40 stations dans la région étudiée, ainsi que sur des stations météorologiques gérées par des particuliers (Netatmo), qui effectuent des mesures de température extérieure sur une base volontaire. Résultat : "La simulation de TARGET correspond bien aux données du réseau météorologique privé", résume Chen : "Le modèle donne correctement les températures, c'est donc un instrument fiable pour prévoir les températures de surface et de l'air dans les villes".
La température de l'air baisse de 1,2 degré Celsius
Dans un deuxième temps, les chercheurs ont étudié comment les zones présentant différentes proportions de surfaces vertes et bleues se différenciaient en termes de température. "Nous voulions savoir comment la température de surface et la température de l'air changeraient si l'on rendait nos villes plus vertes", explique Leitão. L'application du modèle à l'étude de cas de Zurich a révélé que la température de l'air diminuerait d'environ 1,2 degré Celsius si les surfaces vert-bleu passaient de 0 à 20 % à 60 à 80 %. Il fait encore 4 degrés Celsius plus frais lorsque le site est transformé en forêt urbaine. Ainsi, pendant les jours d'été étudiés, il faisait jusqu'à 5,2 degrés Celsius de moins sur le Käferberg que dans le centre-ville de Zurich.
"1,2 degré Celsius en ville, ce n'est pas beaucoup", admet Leitão : "Néanmoins, la conversion en vaut la peine. Car les surfaces vertes et bleues supplémentaires remplissent d'autres fonctions ou tâches écologiques". Elles peuvent également mieux absorber l'eau de pluie, augmenter la biodiversité et créer des espaces de détente. Si l'on souhaite lutter encore plus contre la chaleur, on pourrait par exemple créer des couloirs de vent qui amèneraient l'air plus frais des forêts environnantes vers le centre-ville. "On pourrait probablement obtenir ainsi un degré supplémentaire de refroidissement", estime Leitão : "Ce n'est pas non plus énorme, mais tout cela peut contribuer à faire réellement baisser la température de l'air".
Où les améliorations ont le plus d'impact
L'analyse des résultats de l'étude montre également le niveau de rafraîchissement que l'on peut attendre des différents types de couverture verte et bleue du sol à un endroit donné. Ainsi, les arbres se révèlent environ deux fois plus efficaces que le gazon irrigué. Pour décider où une intervention serait particulièrement efficace, les chercheurs ont en outre tenu compte du nombre de personnes qui se trouvaient à chaque fois dans les différentes zones de Zurich, en utilisant les données de 20 stations automatiques de la ville de Zurich qui enregistrent le nombre de piétons et de cyclistes toutes les 15 minutes.
"Les endroits où les piétons et les cyclistes sont nombreux et où la proportion de bleu-vert est faible devraient être priorisés", explique Chen : "Les améliorations y seraient particulièrement efficaces". A Zurich, il s'agirait par exemple du nœud routier de la Bucheggplatz ou de la Langstrasse, particulièrement animée. Dans une autre étude, Chen examine maintenant dans quelle mesure la température pourrait y être abaissée pendant une vague de chaleur en aspergeant les rues d'eau au préalable, comme cela se fait déjà au Japon.
"TARGET permet de comparer différents scénarios de planification et de déterminer les endroits où une intervention est particulièrement bénéfique", conclut Leitão : "Cet outil est donc bien adapté à la planification urbaine future partout dans le monde". C'est pourquoi TARGET fait désormais partie d'un module accessible à tous dans un logiciel de système d'information géographique (QGIS). Les chercheurs de l'Eawag y travaillent en collaboration avec leurs collègues australiens, suédois et belges. "Ce logiciel peut gérer toutes les données d'entrée, de sorte que les urbanistes ou les architectes paysagistes pourront à l'avenir utiliser facilement le modèle pour améliorer la qualité de vie dans les villes", explique Leitão.
Source : eawag.ch
