La Relation entre l`ilot de chaleur urbain, phénomène du

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHESCIENTIFIQUE
N° D'ORDRE:
SERIE:
FACULTE DES SCIENCES DE LA TERRE, DE LA GEOGRAPHIE ET DE
L’AMENAGEMENT DU TERRITOIRE
THÈSE
En vue de l'obtention
DU Magister
Par
Achour-Bouakkaz Nawel
- Jury –
Abdou S.
Rapporteur
………/………./2006
La Relation entre l'ilot de chaleur urbain,
phénomène du changement climatique et la
densité du plan bati : cas de la ville d'Alger

La relation entre l’îlot de chaleur urbain, phénomène du changement climatique et la
densité du plan bâti : cas de la ville d’Alger
Partie I : Partie théorique
Chapitre 1 : Chapitre introductif
1.1 Introduction et problématique 1
Chapitre 2 : les changements climatiques : causes et impacts environnementaux
2.1 Introduction 8
2.2 Le réchauffement de la planète 9
2.3 Ce réchauffement a-t-il commencé ? 10
2.4 Comment "fonctionne" l'atmosphère sur le plan radiatif ? 13
2.4.1 Le rayonnement solaire globale 14
2.4.2 Le rayonnement solaire direct 14
2.4.3 Le rayonnement solaire diffus 15
2.4.4 Le rayonnement solaire réfléchi (Albédo) 16
2.4.5 Le rayonnement solaire absorbé 16
2.4.6 L’altitude et l’azimut du soleil 17
2.4.7 Quelles sont les diverses émissions qui affectent le bilan radiatif de
l'atmosphère?
18
2.4.8 Le forçage radiatif 20
2.4.9 Combien valent les forçages radiatifs relatifs des divers gaz à effet de
serre?
22
2.5. L'effet de serre 25
2.5.1 L’effet de serre : qu’est ce que c’est ? 25
2.5.2 Le rapport entre l’effet de serre et les changements climatiques 26
2.5.3 Est-on sûr que c'est l'homme qui rejette les gaz à effet de serre ? 27
2.5.4 Impact de l’urbanisation sur l’évolution du climat 28
2.5.4.1 Impact de l’évolution de la population mondiale sur la croissance
urbaine
28
2.5.4.2 Impact de l’urbanisation sur l’environnement 29
2.5.5 Contribution du secteur de l’habitat et de l’urbanisme à la réduction des
gaz a effet de serre
31
2.6 La température 33
2.6.1 Définition 33
2.6.2 La température du globe 34
2.6.3 Evolution de la température mondiale 35
2.6.4 La température à l’échelle de la ville
38

2.7 Les phénomènes spécifiques aux changements climatiques 38
2.7.1 Le phénomène d’El Nino 39
2.7.2 En temps normal 40
2.7.3 Etat El Niño 40
2.7.4 Episode La Niña. 42
2.8 Les changements climatiques en Algérie 43
2.8.1 Les gaz à effet de serre en Algérie 43
2.8.2 La problématique des changements climatiques en Algérie 43
2.9 Les scénarios futurs de l’évolution du climat 44
2.9.1 Comment peut-on savoir ce qui va se passer plus tard ? 44
2.9.2 Evolution future du climat en Algérie 45
2.10 Conclusion 50
Chapitre 3 : l’îlot de chaleur urbain : conséquence directe de la croissance urbaine
3.1 Introduction 57
3.2 Paramètres de base influençant l'environnement urbain 58
3.3 Le climat urbain 58
3.3.1 L’îlot de chaleur urbain 60
3.3.2 Bilan thermique en milieu urbain 65
3.3.2.1 Effets du stockage dans les bâtiments sur l’îlot de chaleur urbain 66
3.3.2.2 Conception tridimensionnelle du tissu urbain 68
3.3.2.3 Contrôle de la nature des surfaces urbaines 68
3.3. 2.4 Impact de l'énergie anthropique sur l'îlot de chaleur urbain 70
3.3.2.5 Effets de la végétation sur la modification de la chaleur latente 72
3.3.3 La géométrie urbaine 77
3.3.4 Le profil de la rue (H/L) ou canyon urbain 78
3.3.5 La densité du plan 81
3.3.6 L’ouverture au ciel (Sky view factor) 85
3.3.7 L’orientation par rapport au soleil 85
3.3.8 La géométrie du bâtiment 87
3.3.9 Les caractéristiques de l’îlot de chaleur urbain 88
3.3.9.1 Relation entre l’ICU et les facteurs propres à la ville 88
3.3.9.2 Les variations temporelles de l’îlot de chaleur urbain 90
• Les conditions moyennes : cycle diurne 90
• Les variations saisonnières du cycle diurne 91
3.3.9.3 Relation entre l’ICU et les paramètres météorologiques 91
3.3.10 Intensité de l’îlot de chaleur urbain 92
3.3.11 Résumé de quelques études sur l’îlot de chaleur urbain et l’urbanisation 94

3.4 Le vent en milieu urbain 99
3.5 La pollution urbaine 101
3.6 Conclusion 103
Partie II : Investigation
Chapitre 4 : Méthodologies d’approche de l’ilot de chaleur urbain
4.1 Introduction 110
4.2 L’îlot de chaleur urbain à Vancouver, Canada 111
4.2.1 Mesures 111
4.2.2 Méthodologie 111
4.2.3 Résultats et analyse 113
4.2.4 Conclusion 117
4.3 L’îlot de chaleur urbain de Genève 117
4.3.1 Méthodologie 118
4.3.2 Conclusion 120
4.4 Cas de la ville d’Atlanta, USA 121
4.4.1 Méthodologie 121
4.4.2 Conclusion 124
4.5 L’îlot de chaleur urbain dans la ville de Providence, USA 124
4.5.1 Méthodologie 124
4.5.2 Résultats 126
4.5.3 Conclusion 127
Chapitre 5 : Etude de cas : la ville d’Alger
5.1. Introduction 130
5.2.1 Aperçu sur Alger et son climat 131
5.2.2 Etude des pluies 133
5.2.2.1 Cumuls Mensuels des pluies 133
5.2.2.2 Pluies Annuelle 135
5.2.3 Etude des températures 137
5.2.3.1 Analyse descriptive 137
5.2.3.2 Analyse des variations de températures maximales moyennes (Tx) 138
5.2.3.3 Analyse des variations des températures minimales moyennes (Tn) 139
5.2.4 Le vent 140
5.2.4.1 Evolution mensuelle des vitesses du vent moyen à Alger 140
5.2.5 Durée d’Insolation mensuelle en heures 141

5.3 Evolution de l’occupation au sol au niveau d’Alger 143
5.4 Présentation de l’étude de cas 147
5.4.1 Critères de choix de l’échantillon 148
5.4.2 Description de l’étude 5.5 Présentation des stations météorologiques 149
5.5 Présentation des stations météorologiques 152
5.5.1 Station Alger Dar El Beida 153
5.5.2 Station Alger Port 153
5.5.3 Station Bouzaréah 154
5.6 Analyse des données de températures pour les 3 stations 155
5.6.1 Les températures au niveau de la station Dar El Beida 155
5.6.1.1 Analyse des températures maximales (Tx) 155
5.6.1.2 Analyse des températures minimales (Tn) 156
5.6.1.3 Analyse des données de température moyenne pour la station de Dar
El Beida
157
5.6.2 Définition de la densité du plan au niveau de Dar El Beida 158
5.6.2.1 Etape 1 : Calcul de L’échantillon 1/10 de la vue aérienne. 158
5.6.2.2 Etape 2 : Sélection de 3 îlots à partir de l’échantillon prédéfini 159
5.6.2.3 Etape 3: Repassage des contours de toitures des îlots sélectionnés 160
5.6.2.4 Etape 4: Représentation du rapport entre le bâti et le non bâti 161
5.6.2.5 Etape 5: Calcul de la densité du plan pour les trois îlots sélectionnés 162
5.6.3 Station Alger Port 163
5.6.3.1 Analyse des données de température moyenne maximale 163
5.6.3.2 Analyse des données de température moyenne minimale 164
5.6.3.3 Analyse des données de température moyenne pour la station d’Alger
port
165
5.6.4 Définition de la densité du plan au niveau d’Alger Centre 166
5.6.4.1 Etape 1 : Calcul de L’échantillon 1/10 de la vue aérienne 166
5.6.4.2 Etape 2 : Sélection de 3 îlots à partir de l’échantillon prédéfini 167
5.6.4.3 Etape 3: Repassage des contours de toitures des îlots sélectionnés 168
5.6.4.4 Etape 4: Représentation du rapport entre le bâti et le non bâti 169
5.6.4.5 Etape 5: Calcul de la densité du plan pour les trois îlots sélectionnés 170
5.6.5 Station Bouzaréah 171
5.6.5.1 Analyse des données de température moyenne maximale 171
5.6.5.2 Analyse des données de température moyenne minimale 172
5.6.5.3 Analyse des données de température moyenne pour la station de
Bouzaréah
173
5.6.6 Définition de la densité du plan au niveau de Bouzaréah 174
5.6.6.1 Etape 1 : Calcul de L’échantillon 1/10 de la vue aérienne 174
5.6.6.2 Etape 2 : Sélection de 3 îlots à partir de l’échantillon prédéfini 175
5.6.6.3 Etape 3: Repassage des contours de toitures des îlots sélectionnés 176
5.6.6.4 Etape 4: Représentation du rapport entre le bâti et le non bâti 177
5.6.6.5 Etape 5: Calcul de la densité du plan pour les trois îlots sélectionnés 178