Dans son doctorat. thèse, Le chercheur de l'EPFL Martí Bosch propose une méthode pour quantifier spatialement l'impact des mesures d'atténuation – plantation d'espaces verts et utilisation de différents matériaux de construction – sur l'effet d'îlot de chaleur urbain.

Par temps chaud, les villes sont plus chaudes que les zones rurales environnantes. Ce phénomène bien connu, connu sous le nom d'effet d'îlot de chaleur urbain, est particulièrement aigu la nuit lorsque le béton et l'asphalte libèrent la chaleur emmagasinée pendant la journée. Au centre-ville de Lausanne, par exemple, les températures nocturnes peuvent être jusqu'à 8°C plus élevées qu'en banlieue. La réponse à ce problème réside dans la plantation d'espaces verts partout où cela est possible et, à plus long terme, prise en compte de cette considération dans l'aménagement du territoire urbain. Marti Bosch, qui vient de terminer son doctorat. en génie de l'environnement à l'École d'architecture de l'EPFL, Génie Civil et Environnemental (ENAC), a utilisé sa thèse pour examiner les moyens de mesurer les implications environnementales de l'étalement urbain. Il propose un outil de quantification spatiale de l'impact des mesures d'atténuation sur l'effet d'îlot de chaleur urbain.

« La plupart des recherches sur l'effet d'îlot de chaleur urbain se sont concentrées sur les petits quartiers car les modèles de simulation sont complexes, " explique Bosch, qui a réalisé sa thèse de recherche à la Communauté d'Aménagement du Territoire et du Territoire (CEAT), un groupe de recherche de l'EPFL dirigé par Jérôme Chenal. "Mais notre modèle plus simple signifie que nous pouvons étudier l'effet sur l'ensemble d'une zone urbaine, ce qui facilite l'identification et la mesure des îlots de chaleur."

Première application dans le monde réel

L'équipe a commencé par rassembler toutes les données qu'elle pouvait, à commencer par les relevés de température de 11 stations de surveillance à travers Lausanne. Comme prévu, les chercheurs ont constaté des variations nocturnes entre le centre-ville et la périphérie. Compte tenu du dénivelé de près de 400 mètres entre les points les plus bas et les plus hauts de l'agglomération, ils s'attendaient également à ce que l'altitude joue un rôle. Étonnamment, cela n'a presque eu aucun effet. « La végétation est le principal facteur de différenciation, " dit Bosch. Et c'est une bonne nouvelle, car il est plus facile de planter des arbres que de déplacer une ville entière. Le modèle n'a pas tenu compte de l'effet de refroidissement potentiel du lac Léman, toutefois.

L'étape suivante de Bosch consistait à appliquer un modèle encore inutilisé développé par le Natural Capital Project, basé à l'Université de Stanford. En collaboration avec l'équipe de conception du modèle, il a montré comment il pouvait être utilisé pour simuler l'impact des mesures d'atténuation de la chaleur urbaine dans une ville, Lausanne, en se basant sur trois mécanismes biophysiques clés :l'ombrage des arbres, l'évapotranspiration et l'albédo (dans quelle mesure une surface réfléchit-elle l'énergie solaire).

« Notre recherche a des limites méthodologiques car elle utilise une approche simplifiée, " dit Bosch. " Mais le modèle est un outil utile pour évaluer l'impact des propositions de planification sur la chaleur urbaine, et de voir comment ils pourraient atténuer cet effet.

Aménagement à haute ou basse densité ?

Dans le cadre de ses recherches, Bosch a également quantifié les modèles spatio-temporels d'urbanisation dans trois villes suisses—Berne, Zurich et Lausanne—entre 1980 et 2016. Ses conclusions montrent que, tandis que le développement à faible densité domine toujours dans la grande couronne de Berne et de Lausanne, la même zone autour de Zurich est presque aussi dense que le centre-ville. Les deux autres villes suivront-elles un chemin similaire ? "Le modèle peut être utilisé pour évaluer les implications des futures tendances d'urbanisation - développement à faible densité dans la grande couronne ou développement à haute densité dans la première couronne - sur l'intensité des îlots de chaleur urbains, " explique Bosch. En fin de compte, Partout, les urbanistes sont confrontés au même équilibre délicat :limiter le nombre de personnes exposées à la chaleur excessive de la ville sans sacrifier trop de terres agricoles. Le modèle de Bosch peut aider à éclairer leurs décisions.