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Ville et changement climatique Journée urbanisme et climat 11 février 2016 Climat urbain et changement climatique Le Changement Climatique est en marche La ville et son importance au XXIe siècle Compréhension du climat urbain Modélisation du climat urbain et scénarios d'adaptation Principaux résultats 2 Climat urbain et changement climatique Le Changement Climatique est en marche La ville et son importance au XXIe siècle Compréhension du climat urbain Modélisation du climat urbain et scénarios d'adaptation Principaux résultats 3 Le changement climatique : le constat et les projections La réalité du changement climatique fait l'objet d'un large consensus scientifique. 1) Un changement climatique est en cours, sans équivoque possible. 2) Les effets de ce changement sont le plus souvent négatifs. 3) La cause principale de ce changement climatique est l'augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère due aux activités humaines. 4) En fonction des différents scénarios socio-économiques envisagés pour le XXIe siècle, la température de la planète va augmenter entre 1,5 et 5°C. 5) En France, on attend une augmentation des vagues de chaleur, une augmentation de la sécheresse des sols, une diminution des périodes de gel et de l'enneigement, une augmentation des canicules urbaines, une augmentation du risque de submersion/inondation (wateringues)... Les solutions politiques pour résoudre cette crise sont moins consensuelles. 4 ÉVOLUTIONS DU CLIMAT À LILLE-LESQUIN 5 ÉVOLUTIONS À LILLE-LESQUIN La tendance est à l'augmentation mais moins vite que la 6 moyenne nationale. ÉVOLUTIONS DU CLIMAT À LILLE-LESQUIN On parle de journée estivale quand la température 7maximale dépasse 25°C. ÉVOLUTIONS DU CLIMAT À LILLE-LESQUIN Les nuits chaudes sont en augmentation, surtout depuis les années 90. 8Pas de nuit tropicale observée à Lille-Lesquin depuis 1945 ! Climat urbain et changement climatique Le Changement Climatique est en marche La ville et son importance au XXIe siècle Compréhension du climat urbain Modélisation du climat urbain et scénarios d'adaptation Principaux résultats 9 La ville au XXIe siècle • Les villes représentent 2 % de la superficie terrestre, concentrent plus de 50 % de la 77% ou plus population mondiale (les 2/3 en 2050 soit De 60 à moins de 77% un quasi doublement de la population Moins de 60% urbaine). Source : INSEE RP 2007 Les villes sont responsables de 70 % des émissions de gaz à effet de serre (émissions directes + émissions • En France, la population urbaine importées) représente plus de 75% de la • Les villes sont aussi un moteur pour la mise population totale en œuvre de solutions : mouvement des villes en transition, Compact of Mayors (entente, contrat de maires) lancé par Ban Ki-Moon et Michael Bloomberg. • Au sommet des élus locaux pour le climat du 4 décembre 2015, 1000 villes représentant plus de 600 millions d'habitants se sont engagées à passer à 100 % d'énergies renouvelables d'ici 2050 et/ou à réduire de 80 % leurs émissions de GES. • Compact Cities françaises : Paris, Bordeaux, Le 10Havre, Nice, Villeurbanne, Grande-Synthe Climat urbain et changement climatique Le Changement Climatique est en marche La ville et son importance au XXIe siècle Compréhension du climat urbain Modélisation du climat urbain et scénarios d'adaptation Principaux résultats Conclusions 11 Compréhension du milieu urbain La modification du milieux naturel et surtout son artificialisation donnent naissance à un climat particulier : le climat urbain. La manifestation la plus connue du climat urbain est l'îlot de chaleur urbain (ICU) : c'est la surchauffe de la ville par rapport à la campagne environnante. Le réchauffement climatique a déjà des impacts sur le climat urbain et au XXIe siècle, ces impacts vont augmenter, quelles que soient les actions mises en œuvre pour contrecarrer le réchauffement. 12 Compréhension du milieu urbain La présence des constructions modifie le milieu naturel selon trois modalités principales. L'urbanisme avec les rues, qu'on appelle aussi canyons urbains, qui modifient la circulation de l'air (canalisation ou création de vortex (tourbillons)). L'artificialisation du milieu : de nuit, les bâtiments, les rues, dégagent la chaleur accumulée pendant la journée et limitent ainsi le refroidissement nocturne. Les surfaces imperméables favorisent le ruissellement de l'eau de pluie. La concentration de populations et d'activités : trafic routier, chauffage, climatisation, industries, émissions de chaleur, de polluants et de vapeur d'eau. 13 Compréhension du climat urbain jour nuit Différence (°C) = anomalie positive de température entre ville et campagne Effet maximal la nuit Fonction du degré d’urbanisation Température (°C) Îlot de chaleur urbain Centre-ville Résidentiel Différence jour Source : CAPITOUL 20042005 Source : Grand Pari de l’Agglomération parisienne, Groupe Descartes 14 Températures du 9 au 13 août 2003 Moyenne des températures maximales dans la région du 9 au 13 août 2003 Moyenne des températures minimales dans la région du 9 au 13 août 2003 15 IMAGE SATELLITAIRE INFRA-ROUGE LILLE ROUBAIXTOURCOING Forêt de SaintAmand Saint-Omer/ Clairmarais ARRAS Forêt de Mormal 16 IMAGE SATELLITAIRE INFRA-ROUGE Lac des prés du Hem LILLE ROUBAIXTOURCOING Villeneuve d'Ascq Lac du Héron Armentières Parc de la citadelle Cysoing et le bois de la Tassonnière Orchies 17 Compréhension du climat urbain L'Îlot de chaleur Urbain (ICU) accentue le stress thermique lors d'une vague de chaleur Moyennes des températures minimales durant la canicule du 8 au 13 août 2003 18 ( Lemonsu et Masson. 2003) Physiologiquement, ce sont les températures nocturnes élevées qui fatiguent l'organisme. Le corps peut supporter d'avoir chaud (stress thermique) s'il peut récupérer pendant plusieurs heures dans une atmosphère fraîche. Sinon, on entre en inconfort thermique, en déshydratation. C'est le coup de chaleur qui peut entraîner la mort (la température corporelle dépasse les 40-41°C) : désorientation puis coma et convulsions. Impacts sanitaires de la canicule de 2003 +14 800 morts en France par rapport aux années précédentes soit une augmentation de 60 % par rapport à la mortalité attendue (enquête Inserm). Source : Cadot et Spira 2006 En Nord- Pas de Calais 800 : excédent de décès dû à la canicule de 2003 Décès imputables à la canicule de 2003 en NPdC (nombre de décès) Source : INSEE, Etat Civil 19 Canicules en milieu urbain La canicule de 1976 en France a causé une surmortalité de 6000 morts (+30%). A Marseille en juillet 1983, la surmortalité a atteint 300 morts soit +110 % par rapport au total attendu. Les impacts des vagues de chaleur sont accentués par la pollution qui les accompagne souvent en ville (conditions anticycloniques qui favorisent la production d'ozone). Suite à la canicule de 2003, Météo-France a mis en place une vigilance météorologique canicule avec des seuils départementaux de températures minimales et maximales définis par l'Institut National de Veille Sanitaire (INVS). Les trois épisodes de canicule de l'été 2015 ont causé un excès de 3300 décès (+6,5%) entre le 29 juin et le 9 août (InVS). 20 Projections des vagues de chaleur en France au XXIe siècle période 1947-2014 2003 période 2021-2050 2003 2003 Scénario sans politique climatique période 2071-2100 21 Climat urbain et changement climatique Le Changement Climatique est en marche La ville et son importance au XXIe siècle Compréhension du climat urbain Modélisation du climat urbain et scénarios d'adaptation Principaux résultats 22 Modélisation du climat urbain Le modèle Town Energy Balance (TEB) Modèle développé par Météo-France depuis le début des années 2000. En chaque point du modèle, la ville est représentée par un canyon urbain. Le modèle prend en compte tous les échanges d'énergie entre les constituants du canyon. TEB modélise les bâtiments, prend en compte le rayonnement entrant par les fenêtres. Il prend en compte le chauffage et la climatisation des bâtiments. TEB modélise et prend en compte l'impact de la végétation de pleine terre et des toitures végétalisées. 23 Source : Masson BLM 2000 Modélisation du climat urbain Exemple de champ de température simulé par TEB T2m sur la région parisienne pendant la canicule 2003 (résolution spatiale = 250m) Température de l’air Évaluation systématique de la simulation OBS MODELE Jours Source : Projet CLIM2 – Météo France, CLIMESPACE, CNAM 24 Modélisation et adaptation du climat urbain ● Quels sont les leviers d'actions ? (élaboration d'hypothèses que l'on teste ensuite avec le modèle TEB) ● 1 – Blanchir : des surfaces claires réfléchissent la lumière reçue. Le réchauffement est moindre. ● 2 – Verdir : la végétation au sol ou sur les toits rafraîchit l'atmosphère par évapotranspiration. ● 3 – Arroser : faire ruisseler de l'eau en permanence ou non sur les chaussées, les bâtiments (expérience menée à Tokyo). ● 4 – Remodeler : remplacer des bâtiments par de la végétation, rehausser des immeubles pour installer un toit végétal. ● 5 – Tout à la fois. 25 La canicule 2003 comme cas d’étude Température de l’air nocturne simulée dans la rue au niveau du piéton 29 Température nocturne (°C) 28 Réf Matériaux réfléchissant Verdissement (sans arrosage) Verdissement (avec arrosage) Humidification des chaussées Combinaison des leviers d’action 27 26 25 24 23 22 Projet de recherche EPICEA (Météo-France/CNRS, CSTB, APUR, Ville de Paris) 26 Ville compacte – Ville étendue Atlanta – 1 220h/km2 420 000h sur 343 km2 (métropole : 5,3 millions) Barcelone – 16 100h/lm2 1 621 000h sur 100 km2 99 km de lignes de métro pour fournir le même service, il faudrait 3400 km de lignes de métro à Atlanta 27 Quelle est la ville idéale? La ville compacte offre davantage de services. Elle empiète moins sur les terres agricoles et les milieux naturels . Elle est moins émettrice de GES, elle est plus durable mais elle favorise les ICU. Climat urbain et changement climatique Le Changement Climatique est en marche La ville et son importance au XXIe siècle Compréhension du climat urbain Modélisation du climat urbain et scénarios d'adaptation Principaux résultats 28 Evolution des indices météorologiques en région parisienne à l’horizon 2100 Source : Projet de recherche EPICEA (Météo-France, CSTB, APUR, Ville de Paris) URBAIN SUBURBAIN RURAL Jours froids TMIN -5°C PRESENT 29 Jours très chaud TMAX 30°C FUTUR PRESENT FUTUR Quelles solutions pour Paris en condition de canicule (2100) ? Les politiques d'adaptation examinées dans le projet VURCA sont de trois ordres : 1. Création massive de parcs et d'espaces verts : consacrer 10 % de la surface de Paris à de nouveaux parcs. 2. Isolation rigoureuse des bâtiments et utilisation de matériaux réfléchissants. 3. Limiter l'usage de la climatisation à 28°C dans les maisons et 26°C dans les bureaux au lieu de 23°C. 30 Consommations (chauffage et climatisation) en fonction de l'augmentation attendue de température sur Toulouse Source : Projet de recherche ACCLIMAT (Météo-France, LRA, CIRED, GEODE, AUAT) Scénario VERT Îlot de chaleur urbain Consommation d’énergie Scénario PASSIF Îlot de chaleur urbain Consommation d’énergie 31 Merci de votre attention
