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Chaleur urbaine et réchauffement global

Azzedine G. Mansour – 14 janvier 2012

Nous savons tous que la température est plus élevée, d’environ quelques degrés, dans les villes que dans les zones rurales environnantes. Ce phénomène est baptisé « effet d’îlot de chaleur urbain » (ICU en abrégé) et fait référence à des élévations de température enregistrées en milieu urbain par rapport aux températures moyennes mesurées habituellement dans les zones extra-urbaines ou à l’échelle régionale. Parfois, dans une même ville, d’importantes différences thermiques peuvent également être enregistrées d’un quartier à l’autre. La formation de ces « microclimats artificiels » ou mieux encore ces « bulles de chaleur » dépend de plusieurs facteurs : occupation du sol, densité des constructions et leur albédo [1], relief des lieux, exposition au rayonnement solaire, etc. Elle est engendrée, en d’autres termes, par la conjugaison de plusieurs éléments :

1 – d’abord, par la modification de la nature de la surface du sol en milieu urbain. La densité des bâtiments et l’emploi de matériaux de construction foncés, tels que l’asphalte sur les routes et les terrasses, le béton, le verre, le métal, les maçonneries et les peintures sombres, etc., absorbent l’énergie solaire le jour et la restituent sous forme de chaleur en soirée. De plus, la carence en couverture végétale atténue considérablement l’évapotranspiration par les sols et les plantes qui autrement aurait rafraîchi l’air urbain ambiant ;

2 – ensuite, par la concentration et l’intensité les activités humaines en milieu urbain. Celles-ci constituent généralement d’importantes sources génératrices de chaleur, telles que la circulation aérienne et automobile, les usines, les systèmes de chauffage et de climatisation, etc. De plus, elles sont à l’origine d’une grande partie des émissions de gaz à effet de serre et de suies. Au décollage, à titre d’exemple, un avion dégage des gaz sous pression et à très hautes températures. Les systèmes de climatisation sont également responsables d’un rejet considérable d’air chaud à l’extérieur des bâtiments. Et, les industries, elles aussi, participent grandement à ces émissions.


L’effet d’îlot de chaleur urbain ne contribue que 2 à 4 % à la hausse des températures.
Source : Science & Vie, № 1132, janvier 2012, p. 27.

 

Cela dit, on a toujours pensé que les effets d’îlot de chaleur urbain contribuent fortement au réchauffement global de l’atmosphère de notre planète. Or, cette croyance vient d’être relativisée dans une étude [2] sur les effets des systèmes d'énergie et des véhicules sur le climat et la pollution de l'air en milieu urbain menée par notre collègue, Mark Z. Jacobson [3] et son équipe, de l’Université américaine Stanford. S’appuyant sur une simulation numérique, il a démontré, dans un premier temps, que l’influence de la chaleur dégagée par nos villes est relativement modeste et ne contribue que 2 à 4 % à la hausse des températures. Vérifiant ensuite l’impact qu’aurait le blanchiment, à titre d’exemple, des toitures des bâtiments, il s’est aperçu qu’en réfléchissant davantage d’énergie solaire que les couvertures sombres, ces toitures entraineraient certes une baisse des températures en ville mais auraient, en même temps, tendance à accroître la température globale. Cette élévation thermique, pour le moins surprenante, survient quand la couverture nuageuse est moins dense ou quasi absente et résulterait d’une modification de stabilité opérée au sein même de l’atmosphère...

Notes

[1] Comparable à la notion de « réflectivité », l'« albédo » est le rapport entre la quantité d’énergie solaire réfléchie par une surface donnée et l’énergie solaire incidente. Il renvoie, en d’autres termes, à la capacité qu’une surface peut avoir en matière de réflexion de l’énergie provenant des rayonnements solaires. Cette capacité est mesurée de 0 à 1 : « 0 » est accordé à toute surface parfaitement noire qui absorbe la totalité de l'énergie incidente ; « 1 » caractérise, quant à lui, les surfaces qui réfléchissent, tels que les miroirs, la totalité de l'énergie incidente. Dans les villes, les surfaces sont majoritairement artificialisées, c’est-à-dire construites (bétonnées et goudronnées). Elles sont, par conséquent, très absorbantes sur le plan énergétique et participent donc à l’élévation de la température urbaine.   
[2] Les résultats de cette étude ont été rapportés dans un billet, intitulé : « La chaleur des villes participe peu au réchauffement global » et publié dans le magazine Science & Vie, № 1132, janvier 2012, p. 27.
[3] Mark Z. Jacobson est professeur de génie civil et d’ingénierie environnementale à l’Université américaine Stanford. Ses travaux de recherche visent à comprendre, grâce à la simulation numérique, les processus physiques, chimiques et dynamiques qui se produisent dans l'atmosphère pour mieux résoudre les problèmes liés réchauffement planétaire et la pollution de l'air en milieu urbain. Pour plus de détails sur ses travaux, consulter sa page web  à l’adresse Internet suivante : http://www.stanford.edu/group/efmh/jacobson/.

Mots-clés : ville, réchauffement, climat, bulles de chaleur, albédo, atmosphère, îlot de chaleur, ICU, milieu urbain, blanchiment des toits, matériaux sombres…

Pour citer cet article :

Azzedine G. Mansour, « Chaleur urbaine et réchauffement global », in : Libres Expressions, 14 janvier 2012 (http://azzedine-gm.blog4ever.com/blog/lire-article-501249-4062606-chaleur_urbaine_et_rechauffement_global.html).



14/01/2012
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