En collaboration avec des scientifiques de l'Empa, Le professeur de l'ETH Jan Carmeliet a étudié la dernière vague de chaleur en juin dernier. ETH News lui a demandé quel est l'endroit le plus agréable pour être à Zurich en été, et quelles mesures structurelles devraient être prises pour protéger les villes contre les épisodes de chaleur extrême.

ETH News :Professeur Carmeliet, pourquoi les villes sont-elles tellement plus chaudes que la campagne pendant l'été ?

Jan Carmeliet :Les villes sont faites avec beaucoup de béton et d'asphalte. Ces matériaux sont relativement sombres et sont particulièrement efficaces pour absorber le rayonnement solaire; ils se réchauffent pendant la journée et emmagasinent la chaleur. La nuit, les bâtiments et les rues font alors office de radiateurs, libérant la chaleur emmagasinée pendant la journée et réchauffant l'environnement. Les bâtiments dans les villes bloquent également le vent, et les villes contiennent moins de végétation que la campagne. Le vent par élimination de l'air chaud et les plantes qui évaporent l'eau ont un effet rafraîchissant.

En collaboration avec des scientifiques de l'Empa, vous avez examiné la dernière canicule de fin juin à Zurich. À quel point la ville était-elle plus chaude ?

La différence ville-campagne – en science on parle d'intensité d'îlot de chaleur urbain – s'élevait à 6 degrés la nuit du 22 juin à Zurich. Nous avons eu des niveaux élevés de rayonnement solaire la veille. La nuit était alors sans nuages, ce qui veut dire qu'à la campagne, beaucoup de chaleur s'est échappée et l'air s'est refroidi. Dans le centre ville, cependant, les bâtiments et les rues rayonnaient beaucoup de chaleur, le refroidissement nocturne était donc beaucoup plus limité. Six degrés est une valeur élevée - pendant la canicule de l'été 2015, la différence ville-campagne n'atteignait qu'un maximum de 4,5 degrés.

Vous avez utilisé une simulation informatique pour modéliser les températures de Zurich à haute résolution. Où a-t-il fait le plus chaud à Zurich lors de la dernière vague de chaleur ?

Il faisait plus chaud près de la gare principale et le long des voies ferrées. Les pistes sombres et le gravier sombre absorbaient beaucoup de chaleur. Il faisait également très chaud à Unterstrass et entre le stade du Letzigrund et Altstetten.

Et où étaient les températures les plus agréables ?

Près du lac – à Seefeld, Bürkliplatz et Enge – les températures nocturnes étaient plus basses. La circulation de l'air a amené de l'air plus frais du lac dans la ville. Les températures étaient également agréables à Hirslanden et Schwamendingen, qui a bénéficié des vents venant des collines d'Adlisberg et de Zürichberg.

Qu'espérez-vous réaliser avec cette modélisation informatique ?

Nous voulons mieux comprendre les canicules dans les villes à l'échelle locale. Comme il n'est pas pratique de couvrir une ville entière avec un réseau très dense de stations de mesure de température, nous travaillons avec des modèles de simulation. Nous utilisons les valeurs de température et de vent mesurées par les stations météorologiques comme conditions limites, puis calculons la température pour Zurich et ses environs à une résolution de 250 mètres. Pour la simulation, nous avons complété un modèle météorologique existant avec des informations sur les bâtiments, les matériaux utilisés et la végétation. Nous pouvons également utiliser de tels modèles pour examiner l'influence des vagues de chaleur sur la santé et le bien-être des habitants de la ville, car elles ont une grande influence. De nombreuses personnes âgées et malades ont des problèmes avec les températures extrêmes. Leur métabolisme s'adapte lentement, le cas échéant, à des températures élevées.

A la fin de ce siècle, les climatologues prédisent que nous devrions nous attendre à une augmentation significative des niveaux de chaleur extrême, notamment en Europe du Sud mais aussi en Suisse. Doit-on arrêter de rendre nos villes si denses ?

Quand nous augmentons la densité de nos villes, nous devons le faire intelligemment et laisser l'air circuler. Des pâtés de maisons avec une cour fermée sans végétation ni ombre entraînent des points chauds locaux. Les villes devraient inclure des voies de ventilation. Et c'est important, par exemple, construire plus ouvertement autour des lacs et autres plans d'eau. Des rangées fermées de bâtiments le long du rivage empêchent l'air plus frais de pénétrer dans la ville.

Dans vos recherches, vous abordez également la question de savoir comment mieux protéger nos villes contre des vagues de chaleur plus fréquentes. Quelles sont les options ?

Les infrastructures urbaines ne peuvent pas être facilement modifiées, mais des mesures pourraient être mises en œuvre dans les points chauds. L'introduction de l'ombre et le refroidissement avec de l'eau sont deux mesures efficaces. Les routes exposées pourraient être ombragées par des structures textiles. L'eau de pluie - des orages d'été, par exemple - pourrait être stocké localement et pulvérisé par temps chaud. Comme les arbres fournissent à la fois de l'ombre et évaporent l'eau, ils sont aussi très efficaces. Il existe également un potentiel important dans le développement de nouveaux matériaux de construction.

De quelle manière ?

Prenons l'exemple des revêtements routiers :en Suisse, beaucoup de rues, les trottoirs et les espaces ouverts sont pavés d'asphalte, ce qui les rend faciles à entretenir. Cependant, l'asphalte a également un inconvénient majeur, car sa couleur sombre en fait un matériau très absorbant pour la chaleur. Il serait préférable d'avoir des surfaces plus légères et plus poreuses qui absorbent l'eau lorsqu'il pleut ou qui peuvent être irriguées. Je m'occupe du développement de telles surfaces dans l'un de mes projets de recherche.