Qu'est-ce que l'effet d'îlot de chaleur urbain ?

Se tenir sur un trottoir en ville pendant l'été peut donner une sensation d'étouffement par rapport à une position allongée sous un arbre ombragé dans un champ ouvert et venteux. Les zones urbaines peuvent être plus chaudes de 7 à 9°F (4 à 5°C) que leur environnement en raison de l'effet d'îlot de chaleur urbain. Cet effet d'amplification de la chaleur est une conséquence involontaire de la façon dont nous avons conçu et construit nos villes.

Pour les citadins, l'effet d'îlot de chaleur urbain présente de graves risques sanitaires, allant des maladies liées à la chaleur jusqu'au décès. Avec le réchauffement climatique, la hausse des températures amplifie cet effet. Mais nous pouvons adapter nos villes pour réduire cet effet et nous adapter aux dangers croissants de la hausse des températures et des chaleurs extrêmes. 

Qu'est-ce que l'effet d'îlot de chaleur urbain ?

L'effet d'îlot de chaleur urbain est un phénomène qui se traduit par des zones urbaines plus chaudes que les zones rurales environnantes. Ce phénomène est dû au fait que les villes regorgent de bâtiments, de matériaux et d'activités humaines qui absorbent, stockent et restituent lentement la chaleur. À l'inverse, les zones rurales ont tendance à avoir davantage de végétation, d'arbres et de terrains ouverts qui fournissent de l'ombre et contribuent à rafraîchir l'air. 

Imaginez à quel point il fait plus chaud debout sur l'asphalte noir en plein soleil que sous un arbre dans un parc verdoyant. Ce même principe s'applique à plus grande échelle dans des villes entières et conduit à l'effet d'îlot de chaleur urbain. Pour les habitants des zones urbaines les plus chaudes, cela peut se traduire par des trajets étouffants pour aller faire les courses, des nuits blanches sans répit, plus de temps passé à l'intérieur et une pression accrue sur leur santé et leur bien-être.

L'effet d'îlot de chaleur urbain peut varier d'un quartier à l'autre au sein d'une même ville. Dans les quartiers où les municipalités ont historiquement peu investi dans les espaces verts et les matériaux de construction réduisant la chaleur, cet effet est intensifié. Les pratiques de construction historiques, comme la construction d'une autoroute traversant un quartier, augmentent également la chaleur et réduisent la superficie des espaces verts. Ces différences contribuent à une exposition inégale à la chaleur et aux risques associés.

Quelles sont les causes de l’effet d’îlot de chaleur urbain ?

L'effet d'îlot de chaleur urbain est dû à l'aménagement et à l'urbanisme, et non au changement climatique. La conception et la construction de nos villes, de la forme des bâtiments et des propriétés des matériaux de construction au manque d'espaces verts et à nos modes de vie fortement émetteurs de chaleur, sont à l'origine de cet effet. Voici les quatre principaux facteurs qui contribuent à cet effet :

Matériaux de construction

Les matériaux de construction courants comme la brique, l'asphalte et le béton ont une masse thermique élevée, ce qui signifie qu'ils absorbent de grandes quantités de chaleur pendant la journée et la restituent lentement, surtout la nuit. Cette libération de chaleur retardée est l'une des raisons pour lesquelles les villes peuvent rester chaudes longtemps après le coucher du soleil.

Beaucoup de ces matériaux de construction sont également de couleur plus foncée, ce qui leur confère un faible albédo, terme décrivant la quantité de lumière solaire réfléchie par une surface. Les matériaux sombres à faible albédo réfléchissent très peu la lumière solaire et en absorbent la majeure partie, contribuant ainsi à la chaleur.

Forme et emplacement du bâtiment

Lorsque nous construisons des bâtiments hauts et larges, serrés les uns contre les autres, ils peuvent emprisonner la chaleur et bloquer la circulation de l'air, empêchant l'air frais de circuler et permettant à la chaleur de rester dans la zone. Cette conception dense crée des canyons urbains – des espaces étroits entre les bâtiments qui empêchent la circulation de l'air et favorisent l'accumulation de chaleur.

Les chercheurs peuvent identifier les canyons urbains grâce au facteur de vue du ciel, qui mesure la partie du ciel visible depuis le sol. Dans les zones où les bâtiments sont hauts et serrés, le facteur de vue du ciel est faible, ce qui signifie que moins de chaleur peut s'échapper et reste emprisonnée près de la surface. Ce ciel obstrué contribue à la rétention de chaleur, à une ventilation réduite et à des températures plus élevées.

Arbres et végétation

La superficie des arbres, des parcs et autres espaces verts contribue à l'effet d'îlot de chaleur urbain. La végétation contribue au refroidissement des villes en fournissant de l'ombre et en libérant de la vapeur d'eau grâce à un processus naturel appelé évapotranspiration, par lequel les plantes absorbent l'eau par leurs racines et la restituent par leurs feuilles. Les villes ont tendance à avoir beaucoup moins de végétation que les paysages ruraux ou naturels. Avec moins d'arbres et d'espaces verts, les villes ne disposent pas d'un processus naturel de refroidissement.

L'activité humaine

Notre façon de vivre, de travailler et de nous déplacer en ville contribue à l'effet d'îlot de chaleur urbain. Voitures, usines, climatiseurs et autres machines dégagent tous de la chaleur, ce qui contribue à la chaleur d'une ville, car leurs moteurs produisent de la chaleur. 

Quels sont les impacts de l’effet d’îlot de chaleur urbain ?

L'effet d'îlot de chaleur urbain accroît la gravité des risques et des impacts liés à la chaleur. La chaleur est actuellement le risque météorologique le plus meurtrier. Aux États-Unis, elle cause plus de décès que les ouragans, les tornades, les inondations, les tempêtes hivernales ou tout autre phénomène météorologique extrême. 

Avec la hausse des températures due au changement climatique mondial, les risques liés à la chaleur s'accroissent, et l'effet d'îlot de chaleur urbain les intensifie encore dans certaines régions. On estime que cet effet augmente le risque de décès de 45 % ou plus en période de chaleur extrême et, lors de certaines vagues de chaleur, a contribué à environ 50 % ou plus des décès survenus. 

L’effet d’îlot de chaleur urbain a un impact sur les risques liés à la chaleur pour la santé humaine, l’activité et les infrastructures.

Santé humaine

Chez les personnes souffrant de certains problèmes de santé, l'effet d'îlot de chaleur urbain augmente les risques de maladies liées à la chaleur, comme l'épuisement dû à la chaleur ou les coups de chaleur, et aggrave des affections existantes comme les maladies cardiaques et respiratoires. L'intensification de la chaleur due à l'effet d'îlot de chaleur urbain peut également déclencher des réactions de stress, provoquer de l'inconfort et perturber le sommeil, ce qui peut nuire à notre santé physique et mentale. Pour les groupes vulnérables comme les femmes enceintes, les jeunes enfants et les personnes âgées, la chaleur supplémentaire peut nuire davantage à leur bien-être et accroître le risque de maladies liées à la chaleur.

La productivité humaine

L'effet d'îlot de chaleur urbain peut perturber notre façon de travailler, d'apprendre et de vivre au quotidien. L'augmentation des températures crée des conditions de travail plus dangereuses et moins efficaces pour les personnes effectuant des travaux manuels ou en plein air. En 2024, on estimait que les pertes de productivité liées à la chaleur coûteraient aux États-Unis environ 100 milliards de dollars par an. La chaleur affecte également l'éducation, en diminuant la capacité des enfants à se concentrer et à apprendre, ce qui entraîne une baisse des résultats scolaires, une perte d'apprentissage et des journées d'école manquées.

Infrastructure

L'effet d'îlot de chaleur urbain peut compromettre les infrastructures. Des températures plus élevées réduisent l'efficacité des centrales électriques, augmentent la demande d'énergie pour le refroidissement et peuvent mettre à rude épreuve le réseau électrique, contribuant ainsi à des pannes de courant. Les routes, les voies ferrées et les ponts peuvent également se dilater ou se déformer sous l'effet de températures extrêmes, perturbant ainsi les transports. 

Comment les villes peuvent-elles lutter contre l’effet d’îlot de chaleur urbain ?

Les villes peuvent lutter contre l'effet d'îlot de chaleur urbain en se préparant aux risques liés à la chaleur et en s'adaptant à mesure que ces risques augmentent avec le changement climatique. Grâce à la préparation et à l'adaptation, les décès et les maladies liés à la chaleur sont évitables.

Voici quelques exemples de la manière dont les villes pourraient s’adapter à la chaleur accrue :

• Développer la verdure urbaine. Planter des arbres et créer des parcs, des jardins et des toits végétalisés peut fournir de l'ombre et libérer l'humidité pour rafraîchir naturellement les villes.
• Installation de matériaux réfléchissants. L'utilisation de matériaux de construction réfléchissants et de couleur plus claire sur les toits, les routes et les trottoirs peut augmenter l'albédo et réfléchir davantage la lumière du soleil. Cela permet aux bâtiments et aux rues de rester plus frais en absorbant moins de chaleur pendant la journée.
• Assurer l'accès au refroidissement. L'installation de technologies de refroidissement comme la climatisation dans les logements, les lieux de travail et les écoles peut prévenir les maladies et les décès liés à la chaleur, notamment en cas de chaleur extrême.
• Ouverture de centres de rafraîchissement publics. Des espaces gratuits et climatisés, tels que les bibliothèques, les centres communautaires et les musées, peuvent permettre aux personnes ne disposant pas de climatisation efficace à domicile de se rafraîchir et de s'hydrater pendant les vagues de chaleur.
• Mise en place de systèmes d'alerte à la chaleur et sensibilisation communautaire. La mise en place de systèmes d'alerte précoce et d'actions de proximité, comme la prise de nouvelles du voisinage, permet d'informer et de protéger les habitants en cas de chaleur extrême.
• Améliorer la connaissance du climat. Promouvoir l'éducation aux risques liés à la chaleur, aux stratégies de prévention et aux signes avant-coureurs peut permettre aux citoyens de se protéger et d'agir en cas de chaleur extrême.

Les gouvernements municipaux de Phoenix, Paris et Ahmedabad font face aux risques croissants liés à la chaleur liés à l’effet d’îlot de chaleur urbain en combinant plusieurs stratégies d’adaptation :

• Phoenix, Arizona. Les habitants de Phoenix sont confrontés à la hausse des températures depuis deux décennies, avec une augmentation des chaleurs extrêmes et des décès liés à la chaleur. Face à cette situation, la municipalité a considérablement renforcé ses mesures d'adaptation à la chaleur en investissant dans des surfaces réfléchissantes, des structures d'ombrage, des plantations d'arbres, des centres de rafraîchissement et des systèmes d'alerte.
• Paris, France. Avec son architecture dense, ses toits en zinc et ses espaces verts limités, Paris est une ville particulièrement vulnérable à l'effet d'îlot de chaleur urbain. Pour réduire les risques liés à la chaleur, la municipalité a lancé des campagnes de sensibilisation et repensé l'aménagement urbain en plantant davantage d'arbres le long des boulevards, en créant des jardins sur les toits et en réaménageant les rues avec des revêtements plus frais.
• Ahmedabad, Inde. Les habitants d'Ahmedabad sont confrontés à des problèmes de chaleur croissants, aggravés par l'urbanisation rapide, le manque d'infrastructures et le danger de vivre dans des quartiers informels – des zones résidentielles échappant au contrôle de l'État et dépourvues de logements en bon état. En réponse, la municipalité a lancé un plan d'action contre la chaleur et s'est associée à des organisations communautaires locales pour sensibiliser le public, développer un système de surveillance climatique et mettre en place des initiatives de refroidissement à faible coût, comme la peinture blanche réfléchissante des toits.