L’ilôt de chaleur urbain

Comment est crée l’îlot de chaleur urbain ?

L’îlot de chaleur urbain (ICU) est crée par le contraste entre la ville et sa campagne , les deux interagissant avec l’atmosphère. La végétation en campagne et la structure urbaine se comportent très différemment en terme d’énergie et d’échanges d’eau avec l’atmosphère.

Pourquoi l’îlot de chaleur urbain est-il plus fort la nuit que le jour ?

Presque tout se joue durant la journée.

Dans la campagne, l’essentiel de l’énergie solaire est utilisée par les plantes pour extraire l’eau du sol par leurs racines et s’évaporer dans l’atmosphère. La plupart de l’énergie restante est utilisée pour chauffer l’air (l’air est plus chaud le jour que la nuit !), mais la végétation et le sol eux-mêmes se réchauffent peu.

Dans les villes, les surfaces imperméables et les bâtiments vont également chauffer l’air, mais vont surtout se réchauffer et stocker beaucoup d’énergie. Cet effet de stockage d’énergie sera fortement influencé par la géométrie 3D de la ville.

Quand vient la nuit, l’air dans la campagne se refroidira rapidement, tandis que les surfaces urbaines plus chaudes limiteront ce refroidissement.

Ainsi, l’îlot de chaleur urbaine n’est pas créé parce que l’air urbain se réchauffe plus rapidement, mais parce qu’il se refroidit plus lentement !

En regardant une image satellite de jour, on voit que la ville est beaucoup plus chaude que son environnement. Mais le contraste de températures de l’air survient seulement la nuit. Cela n’est-il pas contradictoire ?

Non. En fait, les surfaces urbaines étant très chaudes dans la journée (et stockant ainsi de chaleur) elles limitent le refroidissement nocturne par circulation d’air dans la ville.

L’ image satellite montre des températures élevées dues aux toits ensoleillés (qui peuvent être très chauds), mais la température de l’air au niveau de la rue et des piétons n’est pas influencée directement par ces températures de toit. La turbulence atmosphérique, importante durant la journée, mélange l’air au dessus de la ville (jusqu’à typiquement 1km) et l’air de la campagne, limitant l’influence directe (généralement élevée) du flux de chaleur produit par la ville.

La chaleur émise par les activités humaines est-elle responsable de l’îlot de chaleur urbain ?

Oui et non. Les facteurs principaux sont la radiation solaire et le stockage de chaleur par les matériaux urbains. Cependant, le chauffage durant l’hiver peut augmenter l’intensité de l’îlot de chaleur urbain, en réchauffant les bâtiments et en rejetant de la chaleur due au chauffage. De même, une climatisation massive pendant l’été va rafraîchir l’air à l’intérieur des bâtiments, mais peut ainsi augmenter la température de l’air extérieur jusqu’à 1°C à cause des rejets de chaleur des équipements de climatisation.