Ville minérale

[et_pb_section fb_built= »1″ fullwidth= »on » _builder_version= »4.3.2″][et_pb_fullwidth_header title= »A Paris, faire place fraîche » _builder_version= »4.3.2″ title_text_align= »center » title_text_color= »#474747″ title_font_size= »56px » title_line_height= »3em » content_text_align= »left » content_font_size= »1px » background_image= »http://medialibre.info/climat/wp-content/uploads/2020/02/sans-titre-1-2-1.jpg » parallax= »on » background_layout= »light » min_height= »740px »][/et_pb_fullwidth_header][/et_pb_section][et_pb_section fb_built= »1″ _builder_version= »4.3.2″][et_pb_row column_structure= »1_4,1_2,1_4″ admin_label= »MétéoFrance » _builder_version= »4.3.2″][et_pb_column type= »1_4″ _builder_version= »4.3.2″][/et_pb_column][et_pb_column type= »1_2″ _builder_version= »4.3.2″][et_pb_text admin_label= »Texte » _builder_version= »4.3.2″ text_font= »|||||||| » hover_enabled= »0″]

Victime de son modèle ultraminéral, la Ville lumière se révèle particulièrement vulnérable aux épisodes de canicule. Scientifiques et entrepreneurs planchent sur les façons de transformer ses îlots de chaleur en oasis.

 

Sébastien Leas l’affirme. « Il y a eu un avant et un après été 2019 » :  le 25 juillet dernier, la température atteignait 42,6 °C à Paris, un record historique. Cet ancien militaire à l’allure toujours athlétique est aujourd’hui prévisionniste à Météo-France. Au troisième étage d’un immeuble en verre, à Saint-Mandé (Val-de-Marne), les ingénieurs de l’unité média se relaient en continu pour délivrer les bulletins météorologiques à destination de la presse, de la radio et de la télévision. Courbes, tableurs, images satellites et masses nuageuses défilent sur les écrans des postes de travail.

[/et_pb_text][et_pb_text admin_label= »Texte : Canicules intenses » _builder_version= »4.3.2″]

L’étude « A global economic assessment of city policies to reduce climate change impacts », publiée en 2017 dans la revue Nature Climate Change, annonce une hausse moyenne des températures de 8 °C dans les grandes métropoles d’ici à 2100. Paris sera particulièrement concerné. Dense et minérale, la capitale est en effet un piège à chaleur. Le prévisionniste confirme : « Paris devrait connaître dix à vingt-cinq jours de fortes chaleurs supplémentaires par an d’ici à 2050 ». Les canicules seront de plus en plus intenses et fréquentes. Adapter ce territoire urbain hétérogène aux bouleversements climatiques sera un défi majeur à relever. 

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On parle de canicule lorsque, « pendant trois jours et trois nuits consécutives, les températures dépassent les 31 °C en journée et ne descendent pas en dessous des 21 °C la nuit ». Pourquoi soixante-douze heures comme échelle de mesure ? Car si le corps peut récupérer après un coup de chaleur ponctuel, il peine à se rafraîchir dans la durée.

 

« Davantage de sols naturels »

« À Paris, toutes les grandes avenues orientées est-ouest, comme les
Champs-Elysées, sont assez chaudes. A contrario, l’air s’écoule bien près de la Seine, le long des pentes, et dans les rues qui leur sont parallèles, par exemple la butte de Ménilmontant », explique Julien Bigorgne, ingénieur environnement à l’Atelier parisien d’urbanisme (Apur). En ce mois de janvier 2020, le quadragénaire observe la ville et son climat à travers les parois vitrées d’un grand immeuble du quartier Bercy. Il précise que l’orientation des rues n’est qu’un facteur du phénomène d’îlot de chaleur. Il y en a d’autres, comme la minéralité de la ville. « Elle se mesure à la présence de matériaux comme le béton, l’asphalte ou le bitume, qui stockent la chaleur le jour et la rejettent la nuit », détaille le centralien.

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© Léonor Lumineau[/et_pb_text][/et_pb_column][/et_pb_row][et_pb_row column_structure= »1_2,1_2″ _builder_version= »4.3.2″][et_pb_column type= »1_2″ _builder_version= »4.3.2″][et_pb_image src= »http://medialibre.info/climat/wp-content/uploads/2020/02/Ville-Minérale-APUR-rue-vue-photo.png » admin_label= »Image rue » _builder_version= »4.3.2″][/et_pb_image][/et_pb_column][et_pb_column type= »1_2″ _builder_version= »4.3.2″][et_pb_image src= »http://medialibre.info/climat/wp-content/uploads/2020/02/Ville-Minérale-APUR-rue-vue-thermo.png » admin_label= »Image rue thermo » _builder_version= »4.3.2″][/et_pb_image][/et_pb_column][/et_pb_row][et_pb_row column_structure= »1_3,1_3,1_3″ admin_label= »APUR » _builder_version= »4.3.2″][et_pb_column type= »1_3″ _builder_version= »4.3.2″][/et_pb_column][et_pb_column type= »1_3″ _builder_version= »4.3.2″][et_pb_image src= »http://medialibre.info/climat/wp-content/uploads/2020/02/Ville-Minérale-APUR-légende-rue-vues-thermo-photo.png » _builder_version= »4.3.2″ module_alignment= »left » custom_padding= »||||false|false »][/et_pb_image][/et_pb_column][et_pb_column type= »1_3″ _builder_version= »4.3.2″][/et_pb_column][/et_pb_row][/et_pb_section][et_pb_section fb_built= »1″ _builder_version= »4.3.2″][et_pb_row column_structure= »1_4,1_2,1_4″ admin_label= »APUR » _builder_version= »4.3.2″][et_pb_column type= »1_4″ _builder_version= »4.3.2″][/et_pb_column][et_pb_column type= »1_2″ _builder_version= »4.3.2″][et_pb_text admin_label= »Texte sols, ville verte, enrobés clairs » _builder_version= »4.3.2″]

Ces matières inorganiques, qui composent sols et murs, sont étanches, et ne permettent pas à la végétation de s’épanouir. Or, celle-ci est essentielle au rafraîchissement de l’air. « Il n’y a plus de sols naturels, et donc de vie, sous les trottoirs et les chaussées. Les aérer, y réinjecter de la biodiversité, permet de réinstaller le cycle de l’eau, garant du maintien de la fraîcheur. » Car, si une plante ne peut pas puiser de l’eau dans le sol, elle doit être arrosée, ce qui requiert de grandes quantités d’eau en période de forte chaleur, un processus fort peu écologique. Végétaliser un sol minéral n’est donc pas une solution optimale. D’après l’ingénieur, la ville verte peut alors être un « faux ami », tout comme les matériaux clairs. « Pour remplacer les enrobés noirs [mélange utilisé pour les couches supérieures des chaussées NDLR], on a parfois recours à des traitements chimiques très polluants. » Et même si le matériau est blanc, il reste étanche, et renvoie plus de lumière et de chaleur ce qui réduit le confort visuel et thermique de l’espace public.

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Julien Bigorgne, ingénieur environnement à l’Apur, Paris XIIe, revient sur l’histoire de l’urbanisation de la capitale. © Léonor Lumineau

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Spécialisé en météorologie, Julien Bigorgne s’intéresse aux îlots de chaleur urbains, ces zones chaudes qui jalonnent la ville. D’après l’Agence parisienne du climat, la température y atteint jusqu’à 10 °C de plus que dans certaines zones rurales alentour. « Le climatiseur d’une supérette, par exemple, rejette de l’air chaud sur la chaussée, les automobiles également. Cela peut donner des situations explosives, dans le quartier de la gare Saint-Lazare par exemple, qui est peu ventilé naturellement. » Outre les activités humaines, l’inertie thermique des matériaux et leur faible pouvoir réfléchissant, la densité du bâti et le manque d’eau participent à la formation de ces îlots. « Il faut bien sûr végétaliser, mais aussi ventiler, réhabiliter le bâti, chasser les déperditions d’énergie, réduire l’éclairage public, et débitumer quand on le peut », conclut l’ingénieur.

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Rafraîchir par l’évapotranspiration

Pour Elodie Grimoin, cofondatrice et directrice technique d’Urban Canopee, une start-up qui crée du mobilier urbain végétalisé, hors-sol et autonome, « débitumer Paris est utopique, ce serait trop coûteux en matière de bilan carbone ». Sur l’esplanade de la bibliothèque François-Mitterrand, Paris 13e, entre le cinéma MK2 et les bords de Seine, cinq structures grises en fibre de verre surgissent au milieu du parvis quasi désert. En forme de corolle, elles sont plantées chacune dans un pot, et se déploient sur plusieurs mètres de hauteur. Les pots contiennent une réserve d’eau, surmontée d’un substrat dans lequel les plantes s’enracinent. Installées en décembre 2019, elles devraient atteindre le sommet des cinq installations d’ici à deux ans, et ombrager 250 mètres carrés au sol, formant ainsi une canopée. Pour le moment, quelques feuilles vertes grimpent timidement le long des tiges.

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Les corolles installées par la start up Urban Canopee sur l’esplanade de la BNF devraient former d’ici à deux ans une canopée végétale. Le rafraîchissement de l’air sera surtout apporté par l’évapotranspiration des plantes, plus que par l’ombre qu’elles procureront. © Léonor Lumineau

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« À certains endroits de la ville, les parkings, métros et autres réseaux souterrains occupent déjà les sols, souligne l’entrepreneuse. Il faut végétaliser différemment. » Le quartier de la BNF n’a pas été choisi au hasard : « Coincé entre le périphérique et la gare d’Austerlitz, le 13e arrondissement est un îlot de chaleur urbain, avec ses grandes avenues, ses hauts bâtiments, ses sols imperméables et ses espaces peu arborés. » Au-delà de l’ombre portée, végétaliser permet de rafraîchir l’air autour des corolles grâce à l’évapotranspiration des plantes : avec la chaleur, l’eau absorbée par les racines est « transpirée » par les stomates des feuilles, ces cellules riches en chlorophylle par lesquelles s’effectuent les échanges gazeux. À cela s’ajoute l’effet d’albédo, un indice qui mesure le pouvoir réfléchissant d’une surface donnée. « La plante renvoie une grande partie des rayonnements solaires, contrairement au béton qui, lui, les stocke », détaille l’ingénieure. Et ainsi de créer un îlot de fraîcheur. Au printemps, l’entreprise posera des capteurs pour mesurer les écarts de température entre le dessous et le dessus du toit végétal.

[/et_pb_text][et_pb_text admin_label= »Texte Boxe de pluie » _builder_version= »4.3.2″]

À l’intérieur des pots, une boîte recueille également les informations des capteurs d’humidité et de température du substrat. « Les données sont envoyées sur un serveur, puis un algorithme d’irrigation les traite et déclenche si besoin le goutte-à-goutte à distance. » Si Urban Canopee vise un bilan carbone neutre, ces données sont pourtant bien stockées sur un serveur consommateur d’électricité. « C’est vrai, mais ce n’est pas de la tech pour de la tech. C’est au service du développement végétal », justifie Élodie Grimoin. Par ailleurs, la fibre de verre utilisée pour les tiges des corolles est un matériau composite gourmand en énergie lors de sa fabrication. « Ce n’est pas le plus propre », reconnaît la jeune femme. La start-up lancera cet été une étude pour remplacer la fibre par des matériaux biosourcés.

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Arbres de pluie

À une vingtaine de kilomètres de là, sur le campus universitaire de la cité Descartes de Champs-sur-Marne (Seine-et-Marne), se dresse Sense City : deux mini-villes à l’échelle, sur 400 mètres carrés chacune, permettant d’étudier des problématiques urbaines telles que la pollution, l’isolation des bâtiments, le cycle de l’eau, la géothermie ou encore les îlots de chaleur. « Avant d’équiper la France de certains objets ou matériaux, il faut mesurer leurs propriétés, comprendre leur fonctionnement et tester leur efficacité », explique Anne Ruas, coordinatrice scientifique du site, géographe et chercheuse à l’université Gustave-Eiffel. Après neuf ans de construction et neuf millions d’euros investis par l’Agence nationale de la recherche, le lieu est enfin prêt.

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Sense City, equipe de recherche sur le campus universitaire de Champs-sur-Marne. La chambre climatique, à l’arrière-plan en bleu, peut se déplacer sur des rails, et ainsi isoler une des deux minivilles pour en contrôler les conditions météorologiques. © Léonor Lumineau

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La miniville 1 est séparée en deux par une route : d’un côté, un bâtiment en béton, de l’autre, deux chalets, un en bois et un en fibre de bois. En sous-sol, un réseau d’eau potable et d’eaux usées, une nappe phréatique et un système de géothermie. Le tout est contrôlé par une centaine de capteurs de température, de pollution, d’humidité. « Parfois on travaille sur un phénomène comme la pollution ou la dépollution, parfois, sur la performance du capteur comme outil de mesure. » À titre d’exemple, trois isolants biosourcés vont être testés dans le bâtiment en fibre de bois : « Nous manquons de données réelles, hors laboratoire, sur leurs performances », indique Sandrine Marceau, chercheuse au sein du laboratoire Comportement physico-chimique et durabilité des matériaux, à l’université Gustave-Eiffel, et chargée de l’étude.

Un peu plus loin, la chambre climatique surplombe la mini-ville 2. Ce gros cube bleu hermétique permet d’isoler les deux espaces pour y simuler des conditions climatiques spécifiques, en contrôlant parfaitement la température, l’hygrométrie, l’ensoleillement. Monté sur rails, le dispositif est supposé passer d’une mini-ville à l’autre en quarante-cinq minutes, selon les besoins des expérimentations. La géographe reconnaît que « la manoeuvre est délicate en raison des mesures de sécurité. On ne le fait pas très souvent ».

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À Sense-City, une reconstitution de « rue  canyon » permet d’étudier les échanges thermiques entre les murs et l’environnement extérieur. La chaleur emmagasinée durant la journée par le bâtiment est rejetée dans la rue le soir. © Léonor Lumineau

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Dans la chambre climatique de Sense City, le rayonnement solaire est simulé grâce à de puissants spots ; les radiateurs fixés en hauteur modulent quant à eux la température. La voiture doit servir à tester un mur dépolluant. © Léonor Lumineau

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À l’intérieur de la mini-ville 2, l’humidité prend à la gorge. Deux murs de briques hauts et rapprochés, séparés par une route, se font face. Au milieu, une voiture est à l’arrêt. Elle doit servir à tester un mur dépolluant, censé casser les molécules nocives comme les oxydes nitriques, notamment émises par les moteurs. « Sense City permet de reproduire plusieurs phénomènes en même temps, et d’analyser leurs interactions », souligne Anne Ruas. Cet été, une canicule devrait être simulée pour analyser les mécanismes d’échanges thermiques. Les températures seront comprises entre 23 °C et 24 °C la nuit, entre 35 °C et 40 °C la journée. Pourtant, les pics de chaleur au-dessus des 40°C vont être de plus en plus nombreux. « On peut certainement aller au-dessus de 40 °C, mais on n’a jamais essayé », admet Anne Ruas.

« Ici, on étudie en quoi la végétation nous permet de réduire les îlots de chaleur urbains », poursuit la coordinatrice, en montrant l’allée d’arbres qui borde la rue. Ce sont des « arbres de pluie » qui feront l’objet d’une étude au printemps , lancée par le laboratoire Eau, environnement et systèmes urbains (Leesu). L’eau de pluie ruisselant le long de la chaussée est collectée par un système de drain souterrain, formant ainsi une réserve au pied des arbres. Le phénomène d’évapotranspiration devrait s’intensifier et rafraîchir d’autant plus l’espace. « L’idée est d’établir un bilan hydrologique du système et de mieux quantifier les flux d’évapotranspiration des arbres en milieu urbain », précise Marie-Christine Gromaire, directrice adjointe du Leesu. Pour l’heure, les capteurs sont tout juste en cours de pose. Les scientifiques réajustent également les modèles actuels pour, à terme, fournir « des éléments scientifiques qui permettent d’optimiser les choix, notamment des pouvoirs publics », selon Anne Ruas.

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Pour en savoir plus sur les innovations testées à Sense City, cliquer sur les croix. © Léonor Lumineau

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Sous l’asphalte, le sable

À Paris, la mairie a d’ores et déjà prévu de réaménager sept places pour le prix de celle de la République. Pour celle de la Nation, la rénovation a été réalisée « à moindre coût, avec une démarche frugale nouvelle, plutôt intéressante. Au bout du compte, c’est seulement 20 % d’espaces verts en plus », explique Tanguy Colas des Francs. Veste en toile épaisse, écharpe au cou et sourire débonnaire, l’urbaniste-paysagiste parcourt le lieu de ses yeux de concepteur habitué à penser l’espace public. Il a créé son cabinet il y a sept ans. « On nous sollicite sur les îlots de fraîcheur depuis trois ou quatre ans, depuis que le chantier des places a démarré ».

Nation est avant tout un noeud majeur de transports souterrains : quatre lignes de métro, une de RER et huit de bus s’y croisent. « Les vallonnements çà et là sont liés à une poutre de structure dans le sous-sol, un élément qui permet de mettre plus de terre à cet endroit.
Plus de terre, c’est plus de rétention d’eau, donc plus de fraîcheur », indique-t-il en déambulant dans les allées sableuses. Sur le terre-plein central, du gazon, quelques plantes arbustives, et une grande voie en enrobé clair qui a remplacé deux voies de circulation en asphalte. « Le signal pour réduire la place des voitures est fort mais le résultat est discutable en terme d’îlot de fraîcheur. Sans oublier que l’arbre et l’herbe appartiennent à des écosystèmes très éloignés : l’arbre a tendance à tomber malade lorsqu’il a les pieds dans l’herbe. »

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Tanguy Colas des Francs, urbaniste-paysagiste, explique que le chantier de la place de la Nation, Paris XIIe, a nécessité la coupe de plusieurs grands arbres. Pour faire défiler le diaporama, cliquez sur les poignets rouges à gauche et à droite. © Léonor Lumineau

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Le chantier a nécessité la coupe d’une dizaine de grands arbres. L’urbaniste effleure le tronc d’un jeune tulipier de Virginie. Fraîchement planté dans une terre peu aérée, l’arbre, haut de quatre ou cinq mètres, mettra du temps à s’étoffer. « Les plus pessimistes estiment qu’il faut attendre une trentaine d’années pour que l’îlot de fraicheur existe vraiment, car la végétation plantée reste assez clairsemée. »

D’autant que la ville est un espace dense, surpeuplé, soumis à de forts piétinements, difficilement compatible avec la prolifération d’un fouillis végétal. Ainsi, dans le cas des grandes places, les pouvoirs publics doivent être en mesure de faire circuler les véhicules de secours ou de police. À Paris, il n’y a qu’au jardin des Tuileries que toute la matière minérale est sableuse. « C’est le matériau le plus léger, avec le défaut de bouger, de créer des flaques d’eau, et l’avantage de permettre l’enracinement des plantes », précise Tanguy Colas des Francs, les pieds dans le gazon détrempé.

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À Saint-Mandé, le météorologue Sébastien Leas prévient : « L’inertie de l’atmosphère est telle que, quoi que l’on fasse, la tendance de fond ne changera pas d’ici à 2050. C’est pour la période 2050 à 2100 que les politiques globales peuvent avoir un impact ». Ce défi est inhérent à la conception dite « durable » de la ville, qui émerge depuis une dizaine d’années. « Il faut avoir le courage de faire des projets sur quinze ans », conclut Anne Ruas, la coordinatrice de Sense City.

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