L'îlot de chaleur urbain

L'îlot de chaleur urbain

Une ville est principalement faite de ciment, de goudron, de briques et de pierre. La température d'un endroit donné étant très dépendante des caractéristiques de sa surface, on observe qu'une ville est souvent plus chaude qu'une zone rurale. Cet "îlot de chaleur" est aussi dû au nombre élevé d'habitants et à l'émission de chaleur causée par les activités humaines.

Dans beaucoup de villes, la température de l'air est en moyenne supérieure de 0,5 à 0,8°C à la zone rurale qui l'environne ; cet écart peut même atteindre 1,1 à 1,6°C en hiver! Ce phénomène est appelé l'îlot de chaleur urbain. Lorsqu'on trace sur une carte les isothermes (c'est à dire les lignes qui joignent tous les points ayant une température identique) d'une ville, on voit qu'elles ont des formes circulaires, les valeurs décroissant en s'éloignant du centre. Cet îlot de chaleur n'est pas homogène, mais consiste plutôt en plusieurs "tâches" réparties autour du centre-ville, des grosses usines, des centrales électriques... Sa taille et son intensité sont variables.

1. L'ilôt de chaleur de New York
Les zones les plus chaudes sont en rouge. Cliquez sur la carte pour voir un zoom (35 K) !
Source: System for World Surveillance, Inc.

Le nombre d'habitants est un paramètre essentiel de l'existence d'un îlot de chaleur. Dans les villes dont la population atteint 500 000 à un million d'habitants, la température de l'air est généralement supérieure de 1,1 à 1,2 °C par rapport à la zone rurale environnante. Dans les villes de plus d'1 million d'habitants cette écart passe à 1,2 voire 1,5°C. Cependant, ce sont des valeurs moyennes et les écarts maximaux peuvent être plus importants (voir figure 2).

écarts de température selon la taille de la ville

2. Relation entre l'intensité maximale de l'îlot de chaleur et le nombre d'habitants d'une ville
Auteurs: Anita Bokwa, Pawel Jezioro

La taille et la structure spatiale d'une ville sont aussi des paramètres importants, car les villes avec de petits immeubles répartis au milieu de nombreux espaces verts ne présentent pas ces îlots de chaleur typiques. Ce phénomène est aussi relié aux autres paramètres dont nous avons parlé dans la partie "A quoi est dû le climat urbain?" que sont l'émission de chaleur anthropique, la pollution de l'air et les changements de la couverture du sol naturelle. Tous ces paramètres contribuent à l'augmentation de la température dans les zones urbaines. De plus, l'intensité de l'îlot de chaleur (c'est à dire l'écart entre la température de l'air dans la ville et celle de la zone environnante) est fonction de paramètres météorologiques tels que la vitesse du vent, la couverture nuageuse, l'évapotranspiration. L'augmentation de la vitesse du vent et de la couverture nuageuse peuvent limiter l'intensité de l'îlot.

profil d'un îlot de chaleur urbain

3. Allure d'un profil d'îlot de chaleur
Source: Heat Island Group

L'intensité d'un îlot change d'une année à l'autre et d'un jour à l'autre. Son intensité peut être deux fois plus grande en hiver qu'en été, à cause de toute la chaleur dégagée par les immeubles chauffés. Elle est aussi plus importante durant la nuit, quand la surface réchauffée pendant la journée réémet sa chaleur à l'atmosphère. On a aussi observé à Tokyo que l'intensité de l'îlot de chaleur diminue pendant les vacances et les week-ends.

4. Emission de chaleur anthropique- voitures
photo: Sebastian Wypych

L'îlot de chaleur ne varie pas uniquement dans le temps et du point de vue horizontal, mais aussi verticalement. Il atteint une hauteur de 200 à 300 mètres, soit 3 à 5 fois plus que la hauteur des immeubles. Lorsque le ciel est nuageux il peut même monter jusqu'à 500 m. On peut distinguer deux strates:

5. Emission de chaleur anthropique- tours de refroidissement
Source: www.freefoto.com

1. la canopée urbaine, où la chaleur provient des cheminées de maisons (appelées émissions basses) et des bâtiments en eux-mêmes (car ils absorbent beaucoup les rayons du soleil et les réémettent sous forme de chaleur), mais aussi des moyens de transport.

2. la couche où se trouvent les cheminées, au dessus de la couche de la canopée, où la chaleur est émise par des sources hautes, comme par exemple les cheminées des centrales électriques.

La présence de ces îlots de chaleur modifie le climat urbain. Il y a dans les villes davantage de jours chauds et moins de jours de gel que dans les zones rurales. On y observe que la période de développement de la végétation y est plus longue, qu'il y pleut plus et que les nuages de type cumulus y sont plus nombreux.
Ce phénomène d'îlot n'est pas idéal pour la santé humaine, en particulier en été où les citadins peuvent souffrir des températures élevées. Pour limiter ce problème, il faudrait augmenter le nombre d'espaces verts et de points d'eau dans les villes.

A lire aussi :

Ce phénomène d'îlot de chaleur est fortement lié aux paramètres qui influencent le climat décrits dans la partie:
Climat Urbain- Bases- 2ème partie- A quoi est dû le climat urbain?

A propos de cette page:

Auteurs: Sebastian Wypych, Anita Bokwa - Jagiellonian University - Cracow / Poland
Supporter: Anna Gorol
1. relecteur scientifique: Prof. Barbara Obrebska-Starkel - Jagiellonian University - Cracow / Poland - 2003-06-20
2. relecteur scientifique: Dr. Marek Nowosad - Maria Curie-Sklodowska University - Lublin / Poland - 2003-06-16
dernière version : 2004-06-12

Last modified: Saturday, 4 January 2020, 5:49 PM