Leviers d’Action contre le phénomène d’ICU

Pour l’aménageur, la lutte contre les ICU passe par des mesures d’adaptations des projets à la surchauffe urbaine. Plusieurs leviers d’actions sont alors identifiés ainsi que les conditions de leur mise en place, les co-bénéfices associées et les éventuelles externalités négatives. Ces leviers d’actions sont ensuite déclinés en solutions d’aménagement qui peuvent être mis en place selon les typologies d’espaces à aménager. Lors des projets d’aménagement, plusieurs de ces solutions sont généralement mises en place et chacune interagit différemment avec les autres solutions de sorte qu’elles peuvent annuler leur intérêt vis-à-vis du phénomène ou au contraire, la combinaison de plusieurs aménagements peut démultiplier leur action en faveur de la lutte contre les ICU. La réflexion autour des mesures de lutte contre les ICU doit prendre en compte l’environnement du projet, son plan masse et l’ensemble solutions envisageables

Attention tout de même, ce qui peut représenter un levier important pour la lutte contre les ICU en été peut aussi se révéler néfaste en hiver et nécessiter d’augmenter les besoins de chauffage des bâtiments.

’albédo se définit par la capacité d’une surface terrestre hétérogène (Bouyer, 2009) à réfléchir les rayons solaires. Il représente la capacité d’un matériau à réfléchir les rayonnements solaires et donc à ne pas en absorber la chaleur, il s’agit d’un coefficient allant de 0 à 1 (Annexe 3) 8 . L’albédo des matériaux va avoir un impact significatif sur l’effet d’ICU. En règle générale, plus la couleur d’un matériau est claire et plus son albédo sera proche de 1.

Lors d’un projet d’aménagement, on peut choisir d’augmenter l’albédo des matériaux selon 2 typologies d’espace : en modifiant les matériaux et enrobés de la voirie ou en modifiant les matériaux des structures de bâtiments (murs et toiture). Avec des conséquences différentes selon les effets recherchés. Différentes techniques existent pour augmenter l’albédo des surfaces mais elles dépendent essentiellement de l’environnement et du contexte du projet (changement de revêtement, utilisation d’éclats de cristallins dans le béton) (Recurt, 2020). Une augmentation de l’albédo représente une des solutions les plus efficace pour diminuer les températures de surface et donc permettre de réduire les besoins en climatisation par exemple lorsqu’ils sont appliqués sur les structures. Quelle que soit la typologie d’espace sur laquelle elle est appliquée, cette solution a l’avantage d’être simple à mettre en place. Cependant, elle présente aussi peu de co-bénéfices. Il peut alors être intéressant de l’associer à d’autres solutions d’aménagement. En choisissant un matériau à fort albédo et perméable par exemple. Au contraire, le développement d’une canopée végétale au-dessus d’une voirie à fort albédo annule son effet. Un albédo très élevé peut aussi avoir un effet d’éblouissement qui doit être pris en considération.

INERTIE THERMIQUE 

L’inertie thermique d’un matériau représente sa capacité à différer la restitution de la chaleur accumulée au cours de la journée après un temps de déphasage. Une inertie thermique bien utilisée va permettre de restituer la fraicheur de la nuit le jour. Elle permettra de lisser la courbe de température au cours de la journée en évitant les fortes variations. Cependant, lors des périodes de canicule, la température la nuit reste assez élevée. La restitution de la chaleur de la journée la nuit va alors maintenir le corps à un niveau de température assez élevé sans réelle période de rafraîchissement. Il est nécessaire de dissiper la chaleur restituée la nuit par la ventilation par exemple.

DEGRE D’IMPERMEABILISATION 

Le choix d’un matériau perméable pour un revêtement de surface ne se fait que peu pour ses bénéfices de lutte contre les ICU mais plutôt sur les co-bénéfices associés. Il permet notamment une meilleure gestion de l’eau en ville en évitant le ruissellement. L’eau reste alors dans les villes et peut être restituée lors des épisodes de forte chaleur par évaporation au travers des pores du revêtement ou par évapotranspiration grâce à la végétation alentour.

Indirectement, les matériaux perméables vont donc permettre de rafraîchir les villes. La difficulté du choix d’un matériau perméable réside dans les différences de propriétés mécaniques ne permettant pas tous les usages pour les matériaux perméables notamment pour la voirie (Annexe 4). Ils peuvent aussi entraîner un surcoût d’entretien en fonction des choix retenus. Pour certains enrobés drainants, conserver l’eau en ville sous la couche de revêtement devient aussi un vrai problème en hiver si l’eau gèle pouvant amener à une dégradation de l’enrobé.

COMPARATIF DE MATERIAUX 

La majorité des études comparatives de matériaux se concentrent sur l’impact des propriétés thermiques sur les températures de surface des matériaux ou sur l’effet sur la consommation énergétique des bâtiments. Si ces aspects restent importants et doivent être pris en compte dans les projets d’aménagement dans le choix des matériaux à utiliser, ils ne reflètent pas nécessairement l’élévation de la température d’air extérieur qui impact directement les passants. On peut aussi questionner l’intérêt de comparer des matériaux avec des usages très distincts notamment à cause de leurs propriétés mécaniques et des normes d’accessibilité pour les revêtements de surface.

En 2017, l’Atelier Parisien d’Urbanisme (APUR) comparait l’effet des revêtements de surface parisiens sur les températures de sol et sur le confort des individus.

L’étude sur les 7 matériaux testés dont 5 en laboratoire et en comparaison avec la référence du gazon (Figures 14 et 15) montre l’évolution des températures de surface au cours de la journée. On observe une chute brutale des températures à la tombée de la nuit mais des comportements différents pour les matériaux. En effet, la nuit la température de surface des matériaux étudiés se sépare en 2 catégories : plus ou moins frais et qui vient bouleverser le classement établi par la température de surface en journée. Ainsi, le stabilisé et le gazon sont les matériaux les plus frais la nuit alors même que les dalles de trottoir granit étaient plus fraîches le jour que le stabilisé. La chaussée classique, plus chaude la journée devient moins chaude la nuit que l’asphalte noir .

La température de surface des matériaux n’est pas la température atmosphérique. On va donc chercher les valeurs de contribution de ces matériaux à l’échauffement atmosphérique en fonction des moments de la journée. Les résultats de classement des matériaux sont sensiblement identiques .

La comparaison des matériaux ne se limite pas aux revêtements de surface, on peut également relever l’élévation des températures de surfaces du au choix de matériaux pour la toiture des bâtiments en fonction des paramètres d’albédo et d’émissivité . Ces différences de températures vont entraîner une augmentation de la température dans les bâtiments amenant à un recours plus fréquent à la climatisation par exemple.

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Table des matières

Table des figures
Introduction
I – Caractérisation du Phénomène et Enjeux
L’ICU
Contexte et Enjeux
II – Outils de Diagnostic et d’Aide
Mesures
Mesures de température d’air
Mesures de température de surface
Mesures qualitatives
Modèles
Les modèles de traitement spatial des mesures
Les modèles par simulation numérique
Les modèles empiriques
Réglementation
III – Leviers d’Action contre le phénomène d’ICU
Propriétés des Matériaux
Albédo
Emissivité thermique
Inertie thermique
Degré d’imperméabilisation
Comparatif de matériaux
Materiaux Innovants
Morphologie urbaine
Circulation de l’air
Eviter l’effet canyon
Difficile compromis entre densification et espacement
Présence de la végétation
Effet sur la santé
Evapotranspiration
Ombrage
Végétalisation et typologie d’espace
Externalités et contraintes de la végétation
Exemples de bonnes pratiques
Chaleur anthropique
Sources de chaleur anthropique
Gestion et organisation du trafic urbain
Solutions alternatives à la climatisation
Prise en compte de la pollution
Exemples de bonnes pratiques
Présence d’eau
Gestion alternative de l’eau en ville
Bien etre et îlot de fraicheur
Exemples de bonnes pratiques
IV – Conclusion 
V – Références
VI – Annexes
Annexe 1 – Outil Score ICU
Annexe 2 – Typologie d’espaces LCZ
Annexe 3 – Valeur d’albédo des matériaux, données : Guide solaire de l’énergie passive
Annexe 4 – Choix du type de revêtement perméable
Annexe 5 – UTCI, échelle du stress thermique

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