Pendant la nuit, il fait plus chaud en ville que dans les banlieues proches ou à la campagne. Mais combien plus chaud diffère entre les villes. Des chercheurs du laboratoire commun de recherche international MSE2 (CNRS / MIT) et du Centre Interdisciplinaire des Nanosciences de Marseille (CNRS / Aix-Marseille Université)1 ont montré que le facteur déterminant est la façon dont les villes sont structurées :des villes plus organisées, comme beaucoup en Amérique du Nord avec des rues droites et perpendiculaires, retenir plus de chaleur. Inversement, des villes moins organisées, comme ceux fondés il y a longtemps, évacue facilement la chaleur. Les conclusions de l'équipe, Publié dans Lettres d'examen physique (9 mars, 2018), suggérer de nouvelles pistes à explorer pour une planification urbaine et une gestion énergétique optimales.

Les îlots de chaleur urbains (ICU) sont créés lorsque la température de l'air augmente plus dans les villes que dans les banlieues environnantes et les zones rurales. Aux Etats-Unis, ce phénomène touche 80 % de la population urbaine. Dans les zones peuplées, Les UHI peuvent entraîner une consommation d'énergie plus importante (pour alimenter la climatisation, par exemple), plus de pollution atmosphérique, une qualité de vie moindre, et une moins bonne santé. Certaines villes ont appliqué des stratégies pour limiter les UHI - y compris l'ajout d'espaces verts - mais l'impact environnemental et économique des îlots de chaleur, à l'échelle nationale voire régionale, est encore à peine quantifié.

Les chercheurs de cette étude ont considéré les principaux facteurs régissant les élévations de température, tels que la masse thermique des bâtiments et la mesure dans laquelle, la nuit, ils rayonnent la chaleur absorbée pendant la journée. Faire cela, ils ont examiné les températures enregistrées dans les zones urbaines et rurales sur plusieurs années ainsi que les données sur l'empreinte des bâtiments, combiné avec un modèle de rayonnement thermique. Pour la cinquantaine de villes qu'ils ont étudiées, parmi lesquelles, New York, Chicago, et Boston, cette méthode a permis de démontrer que les effets des ICU nocturnes varient selon la géométrie urbaine. Les bâtiments peuvent échanger de la chaleur plus ou moins facilement selon leur niveau d'organisation spatiale. L'équipe de recherche a mesuré ce dernier avec des applications physiques qui réduisent la géographie complexe de la construction urbaine à une plus simple, représentation statistiquement déterminée à l'aide de clusters de construction. Ils ont démontré qu'un niveau élevé d'organisation urbaine, tel qu'il est caractérisé par la plupart des villes nord-américaines, entraîne des effets UHI plus prononcés et une plus grande rétention de chaleur. L'inverse est vrai pour les villes plus « désorganisées ».

Dans les pays à climat chaud ou tempéré, l'effet UHI conduit à des factures d'énergie nettement plus élevées. Dans les climats froids, d'autre part, cela pourrait potentiellement aider à réduire la demande d'énergie. Les estimations de la croissance démographique peuvent être utilisées pour identifier les pays qui bénéficieront le plus de l'effet UHI. Cette connaissance peut aider les décideurs politiques à optimiser la consommation énergétique des bâtiments et ainsi à alléger les émissions de carbone de la ville, régional, et même au niveau de l'État.