L'été 2022 a été sans précédent :la série de vagues de chaleur entre juin et août a donné un aperçu de la façon dont le changement climatique fera des villes des lieux de vie de plus en plus pénibles pendant les mois d'été. C'est particulièrement vrai dans les zones les plus densément peuplées, où les bâtiments serrés et les surfaces de béton et d'asphalte omniprésentes peuvent faire monter les températures et transformer rapidement les pâtés de maisons en fours. De plus, les couleurs plus foncées utilisées pour les structures urbaines ont tendance à attirer et à absorber la chaleur. Ces zones urbaines denses sont connues sous le nom d'îlots de chaleur, et c'est ce que deux étudiantes de la Faculté d'ingénierie architecturale, civile et environnementale (ENAC) de l'EPFL, Clara Gualtieri et YueWanZhao Yuan, ont choisi d'étudier pour leur projet de master en génie de l'environnement. Ils ont mené d'importantes recherches sur les îlots de chaleur et sur ce qui peut être fait pour en atténuer les effets.

Les îlots de chaleur deviendront un problème de plus en plus sérieux à mesure que la planète se réchauffera. La majeure partie de la population mondiale vit désormais dans les villes, et le changement climatique signifie qu'elle sera de plus en plus confrontée aux conséquences directes des températures extrêmes. Ces températures ne font pas que nuire à la santé et au bien-être des personnes :elles peuvent aussi être potentiellement mortelles pour certaines catégories à risque, comme les personnes âgées, les malades chroniques et les sans-abri. Et les méthodes que la plupart des gens utilisent pour se rafraîchir, comme la climatisation et les gros ventilateurs, nécessitent beaucoup d'énergie et génèrent encore plus d'émissions de gaz à effet de serre, alimentant ainsi le cercle vicieux du changement climatique.

Pour mener leurs recherches sur les îlots de chaleur, Gualtieri et Yuan ont analysé les températures de surface dans deux quartiers genevois (Les Vernets et Pointe-Nord), à partir de données recueillies au sol, sur les façades des bâtiments et sur les toits. Ces deux quartiers sont en pleine transformation et ont plusieurs projets d'aménagement urbain en cours dans le cadre du programme PAV (Praille-Acacias-Vernets). Les deux étudiants ont développé un ensemble de modèles informatiques 3D complexes pour chaque quartier qui décrivent le profil de température actuel du quartier, le profil de température le plus probable en 2050 si aucun changement n'est apporté, le profil de température dans le pire scénario du GIEC (RCP 8.5, où les émissions de gaz à effet de serre continuent au même rythme, conduisant au niveau maximum de réchauffement climatique), et le profil de température si le paysage urbain est adapté afin de réduire les températures locales.

Une augmentation de 10 degrés Celsius

La température la plus élevée à la surface du sol que les étudiants ont trouvée dans les deux quartiers était d'environ 35 degrés Celsius, mais leurs modèles prévoyaient que cette température pourrait augmenter en moyenne de 10 degrés Celsius, et dans certains cas même de 15 degrés Celsius en juillet et août. en fonction de leurs différents scénarios.

Les modèles ont également montré que les stratégies d'atténuation telles que la plantation d'arbres et d'autres végétaux pour créer plus d'espaces verts peuvent abaisser la température de la surface du sol d'environ 5 degrés Celsius dans les deux quartiers. Ils ont découvert que les plantes en particulier peuvent être efficaces, car l'ombre qu'elles produisent a plus d'impact que l'herbe simplement plantée dans le sol. Gualtieri et Yuan notent également deux autres mesures qui méritent d'être étudiées :l'effet albédo - la capacité des couleurs plus claires à réfléchir la chaleur - et le resurfaçage des rivières ou d'autres plans d'eau pour refroidir considérablement l'air ambiant.

Les découvertes des étudiants sont le résultat d'un travail minutieux au cours duquel ils ont cartographié très précisément chaque quartier afin de générer les modèles 3D les plus complets possibles. Leurs modèles intègrent une énorme quantité d'informations, y compris la morphologie et la topographie locales, la surface de toutes les structures construites (par exemple, les toits, les façades et les routes des bâtiments, et les structures plus petites comme les rebords et les garde-corps) - y compris la taille, la pente et la température des structures. propriétés - mobilier urbain, les différents matériaux utilisés, les espaces verts, les zones ombragées, etc. "Nos simulations ont finalement intégré plus de 100 000 surfaces", explique Gualtieri.

'Un problème majeur'

Gualtieri et Yuan ont obtenu leurs données à partir d'ensembles de données existants, notamment le Registre fédéral suisse des bâtiments et des logements et des bases de données météorologiques. Les étudiants ont ensuite exécuté différentes applications, à savoir Rhino, un logiciel de modélisation 3D, et CitySim, un programme de simulation développé à l'EPFL spécifiquement pour les urbanistes. CitySim permet aux urbanistes d'estimer les propriétés thermiques et physiques des bâtiments et leurs besoins en énergie, ce qui est une information précieuse pour concevoir des stratégies visant à minimiser l'utilisation des combustibles fossiles.

"Les recherches de Gualtieri et Yuan montrent que les îlots de chaleur deviendront un problème majeur d'ici 2050 si nous ne commençons pas à réduire les émissions de combustibles fossiles", déclare Kavan Javanroodi, postdoctorant au Laboratoire d'énergie solaire et physique du bâtiment (LESO-PB) de l'EPFL. . "Les urbanistes doivent commencer à aborder cette question très tôt dans leurs projets. Cette recherche met également en évidence ce que certaines stratégies peuvent apporter en termes de réduction de la chaleur, offrant ainsi aux urbanistes genevois un point de départ pour lutter contre les pics de température et les conditions microclimatiques extrêmes dans le développement de la ville. quartiers." + Explorer plus loin

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