Questions Chaleur urbaine

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Pourquoi fait-il plus chaud en ville qu’à la campagne ?

05/03/2020

En toutes saisons, il fait, en général, plus chaud en ville que dans les zones rurales. En été, lors des épisodes de forte chaleur, les citadins peinent souvent à rafraîchir leurs appartements la nuit alors qu’à quelques kilomètres des grands centres urbains les nuits sont bien plus fraîches. Comment expliquer cet écart de température de l’air entre le centre-ville et les alentours moins urbanisés ?

L’îlot de chaleur urbain

Ce phénomène, appelé, « îlot de chaleur urbain » est notamment dû à l’absence de végétation en ville. En journée, à la campagne, la végétation utilise de l’eau et de l’énergie solaire pour la photosynthèse. La végétation « transpire », évaporant l’eau présente en profondeur dans le sol. Grâce à cette évapotranspiration, végétaux et sols n’accumulent pas l’énergie solaire reçue au cours de la journée.

En ville, l’énergie solaire est au contraire emmagasinée dans les matériaux des bâtiments et le bitume des routes et des parkings, des surfaces imperméables empêchant l’évaporation de l’eau des sols. Lorsque la nuit arrive, cette énergie est restituée à l’atmosphère urbaine. La nuit, l’air au-dessus de la ville se refroidit donc moins vite qu’à la campagne.

Un phénomène essentiellement nocturne

C’est donc au cœur de la nuit que l’écart de température entre ville et campagne est maximum. En général, l’îlot de chaleur urbain commence à croître en fin d’après-midi et augmente au coucher du soleil pour atteindre son maximum au milieu de la nuit. Par nuit calme, il se crée alors une sorte de « bulle de chaleur » sur la ville.

Pour une agglomération comme Paris, on peut observer jusqu’à 10 °C d’écart entre le centre-ville et la périphérie en cas de situation anticyclonique par vent faible et ciel clair, comme c’est le cas lors des canicules. Cet excès de chaleur nocturne peut alors avoir de graves conséquences sur la santé.

Profil des températures à 2 m pour une nuit de canicule de type été 2003

Modéliser l’îlot de chaleur urbain

Météo-France a développé un "modèle de ville", appelé TEB (Town Energy Balance) qui simule les interactions énergétiques entre ville et atmosphère. Développé à l'origine pour affiner les prévisions du temps sur les villes, il est également utilisé par les climatologues pour étudier les impacts du changement climatique dans les agglomérations et évaluer les stratégies d'adaptation envisagées pour y faire face.

L'Îlot de chaleur urbain

La température en ville est en effet souvent plus élevée que dans les zones rurales alentour, en particulier la nuit. Ainsi on relève des différences nocturnes, de l'ordre de 2 à 3 °C en moyenne annuelle entre Paris et les zones rurales alentour. Ce phénomène, appelé îlot de chaleur urbain (ICU) est particulièrement intense lors de la conjonction de paramètres météorologiques, notamment en période de fortes chaleurs. L'îlot de chaleur urbain peut alors atteindre près de 10 °C en Ile-de-France .