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Mieux connaître le climat de la ville permet d’affiner des stratégies d’adaptation au changement climatique.

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  • Tous les deux mois, ce cahier spcial vous permet de comprendre les enjeux de la recherche sur la prvision du temps et du climat. Il est ralis avec le soutien des chercheurs de Mto-France.

    ENJEUXMieux connatre le climat de la ville permet daffiner des stratgies dadaptation au changement climatique.

    FOCUSLe microclimat urbain reproduit dans les laboratoires de Mto-France.

    1 - Modliser la ville

    de la mto au climat

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  • 56 Les Dossiers De La recherche | FVRIER 2012 N 47

    80 %de la population des pays dvelopps vit en ville. Dans le monde, le taux durbanisation atteint prs de 50 %.

    et pour quelques degrs de moinsEn ville, il fait plus chaud quailleurs, et la tendance va samplifier dans les prochaines dcennies. Pour y faire face, lexpertise scientifique des mtorologues est devenue indispensable.

    Et si une forte monte de mercure avait servi de catalyseur ? En 2003, les tempratures estivales atteignent des records dans toute lEurope, notamment pendant les deux premires semaines daot. Rien de semblable na t enregistr depuis 1950. Dans les villes, on touffe, aux sens propre et figur : la chaleur excessive est lorigine dun pic de surmortalit inhabituel. 70 000 personnes dcdent entre juin et aot, dont prs de 15 000 per sonnes en France. Cette canicule a t un vnement dclencheur pour que les villes en-visagent des stratgies dadaptation aux problmes lis au climat, commente Valry Masson, chercheur au Centre national de recherches mtorologiques (CNRM, MtoFrance/CNRS). Elles ont aujourdhui besoin doutils pour valuer les futures formes damnagement urbain. Pour les aider, MtoFrance labore depuis quinze ans des modles

    de prvision du temps uniquement consacrs au milieu urbain. Car, audessus des agglomrations, les processus mtorologiques luvre sont particuliers et complexes. La gomtrie tridi men sionnelle de la ville, la superficie importante de matriaux artificiels et la rarfaction de la vgtation ont un impact visible sur latmosphre environnante : dans une ville, il fait naturelle ment quelques degrs de plus que dans une zone moins densment peuple ce phnom ne, qui persiste la nuit, a t baptis lot de chaleur (voir enca-dr page 57). Afin de quantifier ces degrs supplmentaires, il fallait prendre en compte les multiples lments urbains interagissant avec latmosphre. Cest ce travail de bndictin que se sont attels Valry Masson et son quipe du CNRM, pour aboutir au modle numrique Town Energy Balance (voir focus p. 59).

    enjeux modliser la ville

    de la mto au climat

    de la mto au climat

  • Des toitures vgtalises, pour remplacer le zinc et lardoise, et des jardins tages, pour accueillir de nouvelles activits urbaines : voil lune des propositions faites par le collectif et alors , dans son projet + 2C Paris sinvente ! (dont cette image est extraite).

    Des canicules plus frquentes. Mais au microclimat sajoute dsormais le grand scnario du changement climatique. Et l, avec une hausse globale des tempratures dau moins 2 C, les villes vont avoir encore plus chaud. Les tem-pratures maximales vont augmenter plus que les tempratures minimales, estime Julien Desplat, ingnieur tudes et Climatologie MtoFrance. Paris, les jours de canicule seront plus frquents dici la fin du xxie sicle ; il y en aura en moyenne 15 en ville, contre 6 en dehors. Dans dautres villes, ce ne seront pas la chaleur et la scheresse qui vont poser problme, mais la hausse du niveau des mers, des ouragans rptition ou des crues clairs la suite de fortes prcipitations. Pendant ce tempsl, lurbanisation va se poursuivre. Dans les villes en expansion, comment optimiser les amnagements pour limiter les effets du rchauffement ? Paris, la priorit est au rafrachissement pendant lt, afin que ses habitants, qui ne sont pas habitus aux grandes chaleurs, ne soient pas soumis un fort stress thermique. Premire solution, dj largement applique travers le monde : la climatisation. Mais elle a un second effet, bien moins rafrachissant, comme lexplique Valry Masson : Avec le pro-jet Clim2, nous avons tudi limpact des diffrentes solutions de climatisation sur lagglomration pari-sienne lors dun pisode de canicule similaire celui

    de 2003 : les climatiseurs individuels qui rejettent leur chaleur directement dans lair extrieur et les tours arorfrigrantes qui, elles, rchauffent peu latmosphre. Rsultat : lutilisation combine de ces deux systmes dans les grands immeubles aug-mente la temprature de lair dans les rues de 0,5 C. Si par contre dici dix ans on ninstallait que des climatiseurs individuels, laugmentation de temp-rature monterait 2 C. Et lon tomberait alors dans un cercle vicieux : lair chaud extrieur incite climatiser, les climatiseurs rejettent la chaleur, ce qui rchauffe encore plus lair au dehors.

    Transformer la ville. Cependant, la solution long terme consiste voir les choses en grand, lchelle de toute une ville, quil faut amnager, transformer pour quelle produise et retienne moins de chaleur dans ses rues. Le projet devient plus complexe quune installation de climatiseurs. Une ville est un ensemble qui ra-git en cascade, souligne Valry Masson. Ds que lon touche quelque chose, il y a des consquences ailleurs. Par exemple, planter des arbres en ville est assez compliqu. Les riverains souhaitent quil y ait plus de vgtation. Mais les endroits pour mettre les arbres sont limits car dans le sous-sol se trouvent les rseaux. Autre exemple : si les feuillus apportent de lombre en t, le ramassage des feuilles en automne est une contrainte pour la ville. Chaque inter

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    N 47 FVRIER 2012 | Les Dossiers De La recherche 57

    Quelle est lorigine de ce phnomne microclimatique ? Ds 1820, le pharmacien et mtorologiste britannique Luke Howard avait remarqu que les tempratures Londres taient bien plus leves que dans les banlieues, o il faisait aussi plus chaud que dans les campagnes avoisinantes. Aujourdhui, les mtorologues ont caractris ce phnomne, baptis lot de chaleur urbain . Cet cart de temprature entre la ville et la campagne dans une mme rgion est le plus marqu la nuit. Contrairement une ide rpandue, il nest d ni la pollution ni au CO

    2 ! en journe, alors qu la campagne lnergie du soleil est utilise pour

    lvaporation de leau du sous-sol par les plantes, les surfaces urbaines, elles (toits, murs, bitume, etc.) reoivent le rayonnement solaire et lemmagasinent. en fin de journe, elles commencent restituer lnergie stocke, ce qui limite le rafrachissement de lair en ville pendant la nuit. Le chauffage en hiver participe aussi en partie llot de chaleur. Pour quantifier les divers processus en jeu, Mto-France a rcolt des donnes pendant un an Toulouse (projet Capitoul). Au plus fort, lcart de temprature entre une grande agglomration et la campagne, pendant la nuit, peut aller jusqu 10 C !

    5 C Cest la diffrence de temprature observe dans lagglomration parisienne pendant lt 2003, entre les zones les plus denses (2e, 3e, 9e et 10e arrondissements) et les zones plus vertes, comme le bois de Boulogne et le bois de Vincennes.

    Llot de chaleur urbain

    Rsultats du Grand Paris (groupe Descartes). La courbe vert clair reprsente la temprature pour lagglomration parisienne actuelle. La courbe vert fonc reprsente la temprature atteinte aprs la reforestation (+30 % de forts) en le-de-France et le dveloppement de lagriculture marachre priurbaine.

  • ALBDOdu latin albedo, blancheur . Pouvoir rflchissant dune surface. Plus il est lev, plus la surface rflchit le rayonnement quelle reoit et moins elle schauffe au soleil. Plus une surface sera claire, plus son albdo sera lev.

    *

    58 Les Dossiers De La recherche | FVRIER 2012 N 47

    action implique des domaines de comptences divers. Pour amnager la ville de demain, les projets daujourdhui doivent tre pluridisciplinaires. Des synergies se crent donc entre sociologues, gographes, urbanistes, conomistes, professionnels du btiment et bien sr climatologues. Nous travaillons lchelle du sicle pour simuler les interactions entre trois lments-cl s : le climat de demain ; lvolution de la ville, qui se construit sur des dcennies ; et les modes de vie, qui voluent sur plusieurs gnrations , prcise Valry Masson. Fautil laisser les villes se construire

    comme par le pass ? Les densifier ? Les verdir ? Et dans ce cas, quelles approches choisir : les traditionnelles crations de parcs et de jardins, ou la multiplication de btiments vgtaliss ? Quid alors de la demande en eau ? MtoFrance, plusieurs projets interdisciplinaires (Muscade, Vurca, Acclimat : plus dinformations sur www.cnrm.meteo.fr) visent ainsi quantifier le confort et la consommation dnergie de la ville, qui dcouleraient de diverses stratgies durbanisation. Une aide prcieuse pour les amnageurs urbains.

    Trois couleurs. Pour linstant, cest Paris que ce genre dtude a trouv une application concrte. Valry Masson et son quipe ont prsent leurs travaux Yves Lion, lun des architectes impliqus dans la consultation sur le Grand Paris. Une solution sest impose : il faut du vert, bien plus de vert, des couloirs forestiers entiers autour de la capitale pour que lvaporation de leau des arbres puisse faire baisser les tempratures, aussi bien intramuros quen banlieue. Lautre piste consiste modifier les matriaux et revtements en ville, afin quils stockent moins de chaleur pendant la journe et, par consquent, en mettent moins pendant la nuit. Pour cela, les surfaces claires, dont lalbdo* est plus lev que les surfaces sombres, sont pri vilgier. Les pistes proposes par le projet EPICEA*, lanc par MtoFrance en 2008 aprs un appel projet de la Ville de Paris et du Centre scientifique et technique du btiment

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