Contribution à l'analyse de la prise en compte du climat urbain dans les différents moyens d'intervention sur la ville
Présentation
Morgane Colombert , Université Paris-Est, École doctorale Ville et Environnement. Spécialité : Génie Urbain
Extrait : Le milieu urbain est à l’origine de processus radiatifs, thermiques, dynamiques et hydriques qui modifient le climat de la ville. La couche superficielle du sol, avec la présence plus ou moins importante de surfaces végétales ou d’eau, les activités humaines qui induisent des rejets de chaleur et de polluants, et la structure urbaine, avec des matériaux de construction et une certaine morphologie du cadre bâti, sont les principaux facteurs de cette modification.
Le bilan d’énergie thermique permet d'appréhender la majorité des perturbations générées par la ville. À l’aide du schéma Town Energy Balance, développé par Météo-France pour paramétrer les échanges en énergie et en eau entre les surfaces bâties et l’atmosphère, nous avons effectué des tests de sensibilité du bilan d’énergie à différents facteurs. Ces facteurs appartiennent à cinq domaines d’actions : le bâtiment, l’espace public, l’organisation urbaine, les activités industrielles et les transports.
Nos différentes simulations ont permis de confirmer le rôle prédominant des paramètres radiatifs dans le bilan d’énergie de la ville en été. Durant l’hiver, ce sont d’autres paramètres thermiques (isolation) qui ont la plus grande influence.
Les collectivités territoriales françaises ont à leur disposition plusieurs outils et moyens pour agir en faveur de leur environnement climatique et intégrer des facteurs influant sur le climat urbain : leurs domaines de compétence directe (voirie, bâtiments communaux, espaces verts, etc.), les documents stratégiques d’orientation (SCOT et PLU), les procédures d’aménagement (ZAC et lotissement), l’incitation et l’information de leurs citoyens et de leurs services (Agenda 21 local, Plan Climat Territorial, Approche Environnementale de l’Urbanisme). Elles ne peuvent cependant pas agir avec une liberté suffisante, compte tenu des limites contraignantes entre droit de l’urbanisme et droit de la construction et de l’habitat.
Description
Comment favoriser une meilleure prise en compte des facteurs influençant le climat urbain et sur lesquels l’homme peut agir au travers de l’aménagement des villes ?
Pour tenter de répondre à cette problématique, il est nécessaire de comprendre quel est qualitativement et quantitativement la contribution de différents facteurs au climat urbain. C’est en effet une étape nécessaire avant d’aborder la question de l’intégration d’enjeux relatifs au climat urbain au sein de l’aménagement. Cette dernière question s’ancre dans les problématiques environnementales actuelles. En effet, la mise en pratique de principes pourtant approuvés par une majorité de la communauté scientifique nationale ou internationale est souvent mise à mal par le manque de volonté des élus ou encore le fonctionnement peu concluant de la diplomatie.
Le manuscrit s’organise en quatre parties.
Dans la première partie se trouve une présentation de la climatologie urbaine ou est présenté la manière dont les scientifiques abordent la question du climat urbain et de l’îlot de chaleur. Dans un deuxième temps sont décrits les phénomènes climatiques engendrés à l’échelle micro, puis sont présentés les phénomènes qui en découlent à l’échelle de la ville comme la modification du bilan d’énergie.
La deuxième partie expose les méthodes utilisées pour répondre à notre problématique ainsi qu’un état de l’art des modèles de simulation numérique du climat urbain. Chaque modèle repose sur des hypothèses, qui lui confèrent une portée et des limites qu’il est nécessaire d’analyser pour effectuer un choix.
La troisième partie présente une proposition de domaines d’action en adéquation avec la manière dont se conçoivent et se gèrent les milieux urbains. À l’aide d’un modèle de simulation numérique du climat urbain, nous avons étudié la variation des bilans d’énergie selon la valeur de différents paramètres. Ces différentes simulations permettent une réflexion sur la sensibilité des variables, c'est-à-dire l’importance jouée par tel ou tel facteur dans la formation du climat urbain et, plus précisément, de l’îlot de chaleur urbain.
La quatrième et dernière partie porte sur les moyens actuellement à disposition des collectivités territoriales françaises pour intégrer dans la conception urbaine des critères permettant d’améliorer l’environnement climatique des villes. Ces moyens peuvent être de nature réglementaire ou opérationnelle : ce sont les outils de planification urbaine tels que les schémas de cohérence territoriale et les plans locaux d’urbanisme, ou encore les procédures d’aménagement comme les zones d’aménagement concerté ou les lotissements. A cela s’ajoutent des moyens de l’ordre de l’incitation, de l’information, nécessitant de la part de la collectivité une certaine exemplarité sur ses propres domaines de compétence.
Le manuscrit s’achève sur une mise en perspective des différents résultats obtenus et des analyses et réflexions élaborées durant ce travail de thèse. Des propositions sur les études qui permettront de compléter et de poursuivre cette recherche sont également évoquées.