La réalité du changement climatique n’est plus à démontrer, et l’augmentation des températures est particulièrement élevée dans les zones urbaines. On parle d’îlots climatiques urbains, qui modifient le climat, accentuent la pollution atmosphérique et entraînent une dégradation des conditions de vie en ville. Comme nous le verrons dans cet article, la réintégration d’eau et d’espaces verts dans les zones urbaines agit comme régulateur thermique naturel et permet de faire baisser les températures de plusieurs degrés.
La température moyenne annuelle à la surface du globe a augmenté de 0,6° C depuis le début du XXe siècle, et le rapport 2007 du GIEC prévoit un réchauffement de 2 à 6° C d’ici à la fin du XXIe siècle, avec des conséquences irréversibles sur la santé humaine, les espèces animales et végétales, la qualité et la disponibilité des ressources en eau, le secteur agricole… Et ce réchauffement est particulièrement élevé dans les zones urbaines. On parle d’îlots climatiques urbains (ICU). En effet, dans les villes, les températures sont supérieures en moyenne de 1,5 à 2,5°C aux températures relevées dans les environs moins urbanisés.
L’impact de ces ICI est indéniable : ils modifient le climat urbain et entraînent des problèmes de santé. La pollution de l’air, renforcée par un phénomène d’inversion atmosphérique et une modification de la composition physicochimique de l’air, entraîne une dégradation de la qualité de vie, l’augmentation des allergies et des problèmes respiratoires. Depuis longtemps, des études sont été menées sur le sujet, mais du fait de la prise de conscience récente du réchauffement climatique, une plus grande attention est aujourd’hui portée au réchauffement urbain.
Différents éléments influencent le climat urbain, comme la taille des immeubles et les espaces entre eux, la largeur des rues, les matériaux de construction utilisés ou encore le revêtement du sol (imperméabilisation, végétation, eau). Les flux de chaleur et polluants liés aux activités humaines ont également une grande part de responsabilité dans ce réchauffement.
Toute un éventail de solutions, permettant d’atténuer le réchauffement urbain, sont actuellement préconisées par les scientifiques : du développement des transports en commun à l’amélioration de l’efficacité énergétique des bâtiments, en passant par l’utilisation de matériaux de construction adaptés. Mais quoiqu’il en soit, l’urbanisation nous prive des régulateurs thermiques naturels que sont l’eau ou la végétation. Leur réintégration permettrait de rafraîchir nos villes.
La présence d’eau en ville agit comme une source directe de rafraîchissement par humidification.
Une masse d’eau atténue les variations de température car, en retirant de la chaleur à l’air pour passer à l’état de vapeur, elle réduit la température ambiante. L’effet sera d’autant plus sensible que l’air est sec. Dans la tradition méditerranéenne, on note l’importance de l’eau comme à Aix-en-Provence, la ville aux cent fontaines, ou à Séville, où les patios et jardins sont investis de fontaines, de jets d’eau et de brumisateurs.
L’évaporation étant proportionnelle à la surface de contact air-eau, il faut privilégier les procédés créant de petites gouttes, tels les pulvérisateurs et les sprays. On note que l’efficacité de l’évaporation provoquée (brumisation, arrosage) est plus importante que par évaporation naturelle.
"L’évaporation étant proportionnelle à la surface de contact air-eau, il faut privilégier les procédés créant de petites gouttes, tels les pulvérisateurs et les sprays"
Cependant, la ressource en eau est un bien à économiser. On peut en minimiser la consommation en substituant l’eau de pluie à l’eau potable, ressource « gratuite » peu exploitée. C’est ainsi qu’à Genève en Suisse, les parcs de la Grange et des Eaux-Vives sont arrosés avec l’eau de pluie récupérée mariée à l’eau d’un lac. Jamais à sec, ce nouveau réseau pourrait dans un futur proche servir également à l’arrosage des quais de la rive gauche. De même, à Orly en Ile-de-France, une grande cuve de stockage d’eau de pluie a été installée sous la place du marché, permettant de nettoyer la place, d’alimenter une fontaine et d’arroser les espaces verts environnants.
Des dispositifs de stockage à ciel ouverts tendent également à se développer. Ces aménagements, divers, présentent beaucoup d’avantages et leur entretien est plus simple que celui des ouvrages enterrés ; par exemple, les noues permettent l’humidification des sols, l’infiltration de l’eau et l’alimentation des nappes phréatiques. Autre dispositif de stockage : les toitures végétales qui diminuent l’évacuation des eaux pluviales et favorisent l’évapotranspiration.
La développement des espaces verts en ville est un autre moyen de faire diminuer les températures urbaines.
Grâce au phénomène d’évapotranspiration, les échanges gazeux et de vapeur d’eau qui existent entre les plantes et l’atmosphère humidifient l’air. Le phénomène fonctionne mieux avec des plantes à feuilles caduques, aux larges feuilles. Pour les pelouses, le phénomène de rosée accentue encore l’effet. On note que les réseaux d’espaces verts de petite et moyenne surface sont beaucoup plus efficaces pour refroidir l’air que les grands parcs.
Autre idée pour lutter contre le réchauffement urbain : planter des végétaux à proximité d’un bâtiment. Cela permet de créer de l’ombre et de protéger le bâtiment du soleil en été. Privilégier les arbres à feuilles caduques permet de créer de la fraîcheur l’été et au contraire de laisser le soleil réchauffer le bâtiment durant l’hiver.
« Les murs et toitures végétales ont de nombreuses vertus : ils favorisent l’évapotranspiration et permettent donc de limiter le phénomène de réchauffement urbain ».
Les végétaux peuvent aussi être intégrés aux bâtiments, dont l’enveloppe constitue la plus grande réserve de surface disponible dans le tissu urbain. Ces murs et toitures végétales ont de nombreuses vertus : ils favorisent l’évapotranspiration et permettent donc de limiter le phénomène de réchauffement urbain. Ils réduisent le ruissellement des eaux de pluie et limitent la saturation des sols. Enfin, ils améliorent l’isolation thermique et acoustique des bâtiments.
Depuis les années 80, la ville de Stuttgart, pionnière dans le domaine, oblige les entrepreneurs, lors de toute nouvelle construction, à végétaliser les toitures. À Stuttgart, les températures estivales ont baissé de 2° C en 20 ans.
À Lyon, l’adjoint à l’urbanisme pousse aux expériences de végétalisations horizontales et verticales innovantes. Des calculs ont été menés par l’agence Rheinert, architectes franco-allemands installé à Lyon, qui végétalise ses projets depuis presque 30 ans : « Pour étayer cette hypothèse, nous avons localement installé un système innovant de contrôle thermique continu. Nous avons voulu démontrer que la végétalisation de toitures atténue l’effet d'îlots de chaleur estival, dû à la présence d’immenses surfaces de tôle, de goudron et de tuiles, exposées au soleil » explique M. Reinhert. Après seulement quelques semaines de sondage thermique sur différents éléments exposés au soleil de la même façon, les premiers résultats sont plus qu’éloquents : par une température de l’air de seulement 20°C, une tôle sombre se réchauffe à 50°C, la tuile rouge à 40°C, la température de la toiture végétale extensive de 7 cm d’épaisseur, mesurée sur la membrane d’étanchéité, est de 17°C arrosée et 19°C non arrosé (relevé : le 03/05/2012 à 12h00).
Outre la baisse des températures, la réintroduction de la nature en ville favorise la biodiversité. Les différents milieux créés, des espaces verts aux zones humides, permettent le développement d’espèces variées et la présence d’espèces rares, la végétation fournissant un habitat à la faune.