Etude de l’effet rafraîchissant des végétaux pour limiter les îlots de chaleur urbains
Thèse réalisée par : Aurore Girier-Timsit
Titre : Etude de l’effet rafraîchissant des végétaux pour limiter les îlots de chaleur urbains
Ecole doctorale : Physique en Île-de-France – 564
Directeur de thèse : Laurent Royon, Professeur des Universités HDR
Co-encadrant : Martin Hendel
Co-encadrante : Delphine Bonnin
Résumé :
Les principaux mécanismes responsables de l’effet d’îlot de chaleur urbain (ICU) ont été étudiés en détail et
peuvent être résumés comme suit : piégeage radiatif et stockage de chaleur sensible, absence d’évapotranspiration,
obstruction du vent et dégagement de chaleur anthropique dans les villes .
L’effet d’ICU provoque des températures de l’air dans les villes plus élevées en moyenne de 1 à 3°C que les
températures de l’air dans les zones rurales environnantes . La différence de température entre les villes et
les campagnes qui en résulte, appelée intensité de l’îlot de chaleur urbain, varie en fonction des conditions
météorologiques et s’aggrave considérablement lorsque le ciel est dégagé et que le temps est calme, comme c’est
généralement le cas pendant les vagues de chaleur. Par conséquent, l’ICU renforce dangereusement les
effets des vagues de chaleur sur la santé, augmentant ainsi considérablement la vulnérabilité des villes à ces
événements , même si peu d’études ont examiné de près les liens spécifiques entre l’exposition personnelle
à la chaleur et les décès liés à la chaleur .
Compte tenu de l’augmentation inéluctable de la fréquence et de l’intensité des vagues de chaleur due au changement
climatique , les villes du monde entier ont commencé à inclure des mesures visant à contrer l’effet
ICU dans leurs stratégies d’adaptation au changement climatique. Ces mesures comprennent une variété de
techniques, allant des matériaux dits « froids » , déployés dans les rues de Los Angeles par exemple,
à la verdure urbaine.
La végétalisation urbaine est souvent recommandée pour favoriser l’ombrage des piétons et le refroidissement
latent dû à l’évapotranspiration des plantes. L’ombrage est fourni indépendamment de l’état physiologique de
la végétation tant que la chute des feuilles n’est pas induite. Les dispositifs d’ombrage offrent des performances
similaires à cet égard. Cependant, le refroidissement par évapotranspiration n’est présent que dans les plantes
ou les tissus arrosés et dépend fortement de l’état physiologique de la végétation plantée, qui est affecté par
les contraintes environnementales urbaines . En outre, les acteurs urbains et les décideurs présentent
souvent de manière erronée ce mécanisme de refroidissement, souvent considéré comme équivalent à
la brumisation, c’est-à-dire à l’évaporation de gouttelettes d’eau pulvérisées dans l’air.
Pour apporter un éclairage scientifique, nous proposons un sujet de doctorat combinant des analyses physiques
et biologiques de la performance de refroidissement des dispositifs d’ombrage artificiels et de la végétation soumis
à une sélection de stress environnementaux (eau, chaleur, pollution, etc.) en laboratoire et sur le terrain.
Le doctorat vise à caractériser les processus physiques et biologiques fondamentaux qui sous-tendent les effets
de refroidissement de la végétation urbaine et des dispositifs d’ombrage artificiels, dans le but d’isoler les
paramètres biologiques et physiques clés qui déterminent leur performance en matière de refroidissement.
