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Chaleur urbaine : accélérer le développement d’indicateurs quantitatifs de la résilience thermique de l’habitation des espaces urbains.

Par Damien David 
Maître de conférences à l'Université Claude Bernard Lyon 1, rattaché au Centre d’énergétique et de sciences thermiques de Lyon. 
Chris Barbalis pour Unsplash
Chris Barbalis pour Unsplash

La vague de chaleur que nous connaissons, depuis plusieurs jours à Lyon, est un type d’événement qui risque fortement de s’intensifier durant les décennies à venir. Au-delà de la mise au point de matériaux innovants, comment la recherche dans le domaine de la thermique des bâtiments peut-elle contribuer à une meilleure préparation ?

Les vagues de chaleur sont des phénomènes aléatoires. Elles ne se produisent pas tous les ans, et lorsqu’elles se produisent, ce n’est pas nécessairement à la même période de l’année. En France, elles sont causées par une remontée d’air chaud provenant d’Afrique du Nord (Sahara), rendue possible par un fort anticyclone en Europe de l’Est qui bloque les vents d’ouest habituels.

À l’échelle de la Terre dans son ensemble, la chaleur absorbée au niveau de l’équateur tend naturellement à s’évacuer vers les pôles. Ce transfert de chaleur est principalement assuré par le Gulf Stream, un courant marin qui se produit dans l’Océan Atlantique.

Cependant, la fonte des glaces, au niveau des pôles, injecte de l’eau douce dans l’Océan Atlantique, ce qui a tendance à ralentir le Gulf Stream. L’eau transporte moins de chaleur vers les pôles, c’est l’air qui le fait à la place. Les bulles d’air chaud provenant du Sahara vont donc devenir plus fréquentes.

Depuis quelques années, on commence à qualifier la capacité de l’habitation à résister aux vagues de chaleur à l’aide du concept de « résilience thermique ». L’idée est d’évaluer jusqu’à quel point le système constitué par les bâtiments et leurs usagers humains et non humains peut continuer à fonctionner pendant et après des vagues de chaleur. L’intérêt scientifique visé est donc de réunir, dans une même mesure, des éléments que l’on a tendance à séparer : le bâti d’une part, les habitants de l’autre.

La résilience thermique de l’habitation s’articule ainsi autour de trois composantes : la résistance physique de la construction, l’adaptation possible des comportements des usagers qui l’occupent pendant la vague de chaleur et leurs réactions physiologiques.

1. La réponse physiologique des usagers détermine la température limite à laquelle ces derniers peuvent être confrontés, ainsi que le temps d’exposition avant que des symptômes plus ou moins perceptibles apparaissent (perte de concentration, fatigue excessive, malaises voire maladies). Cette réponse dépend généralement de l’âge et de l’état de santé des usagers des bâtiments, ainsi que du type d’activités qu’ils réalisent. Une attention toute particulière doit donc être portée aux personnes les plus vulnérables et plus généralement à la variabilité interindividuelle.

2. L’adaptation des comportements des usagers se compose des actions que ces derniers peuvent mener pour diminuer les effets de leur exposition à de fortes chaleurs. Ces actions consistent, par exemple, à boire de l’eau non glacée, à fermer les occultations solaires, à surventiler la nuit, à éviter des activités physiques trop intenses, etc. Les campagnes de communication, au travers des médias, sur les lieux de travail et dans les espaces publics, sont dans cette perspective de plus en plus fréquentes.

3. Enfin, la résistance des bâtiments dépend de leur conception physique et de celle de leur environnement proche. Certaines constructions favorisent, en effet, la surchauffe interne. C’est, par exemple, le cas des bâtiments avec de grandes baies vitrées, sans possibilités de ventilation, et fortement exposés au soleil. Une conception plus résistante du bâti aux vagues de chaleur peut se traduire, notamment, par des édifices disposant de brise-soleil extérieurs, offrant la possibilité de ventiler efficacement le bâtiment, et qui soient insérés dans un tissu urbain dense, au sein duquel les radiations solaires ont plus de mal à pénétrer.

À partir de ce modèle, comment peut-on évaluer la résilience thermique de l’agglomération de Lyon ?
Il est difficile d’apporter une réponse à cette question, car les indicateurs quantitatifs permettant de la mesurer sont inexistants. Elle se mesure actuellement sur des critères essentiellement qualitatifs souvent déconnectés les uns des autres : présence d’affiches de communication sur les bons réflexes à adopter pour les usagers, existence ou non de dalles en béton pour l’inertie, etc.
Mais le sujet est de plus en plus d’actualité, et il est temps de s’y intéresser si l’on ne veut pas passer les décennies prochaines à constater, impuissants, les dégâts des vagues de chaleur répétées.

Texte édité par Lucas Tiphine, chercheur post-doctorant à l’École Urbaine de Lyon.