Les vagues de chaleur réchauffent encore plus les villes

Les zones urbaines sont les plus touchées par les vagues de chaleur, car elles présentent un effet connu sous le nom d'îlot de chaleur urbain (ICU), qui se caractérise par des températures de l'air plus élevées que celles des zones rurales. Les îlots de chaleur urbains sont dus à des surfaces sombres, par exemple des toits et des rues, qui entraînent une absorption plus importante de l'énergie solaire, un manque de refroidissement par évaporation grâce à la végétation, peu d'espace ouvert et donc un manque d'aération et de refroidissement nocturne.

Les îlots de chaleur urbains sont connus dans plus de 400 villes à travers le monde et présentent une "surchauffe" pouvant atteindre sept degrés, surtout la nuit. Les vagues de chaleur ne contribuent pas seulement à un malaise général et à des nuits blanches, mais peuvent également provoquer des maladies graves, un épuisement, un coup de chaleur et même des décès liés à la chaleur en raison de leurs effets sur le système cardiovasculaire et respiratoire humain.

800-1000 morts supplémentaires à cause de la chaleur

La Suisse a connu des vagues de chaleur prononcées en 2003 et 2015, les années où les deux étés ont été les plus chauds depuis plus de 150 ans. Selon une étude menée en 2016 par des chercheurs de l'Institut tropical et de santé publique suisse à Bâle, une augmentation du taux de mortalité de 6,9 % et 5,9 % a été estimée pour ces étés, avec 960 et 804 décès supplémentaires. Au total, environ 70 000 décès supplémentaires ont été signalés dans toute l'Europe au cours de l'été 2003.

Les vagues de chaleur peuvent être simulées à l'aide de modèles de prévision météorologique, mais leur impact sur les villes n'est toujours pas totalement élucidé. C'est pourquoi Jan Carmeliet, professeur de physique du bâtiment à l'EPF de Zurich, et Dominik Brunner, un scientifique de l'atmosphère à l'Empa, ont combiné les modèles de prévision avec les effets des bâtiments et des routes afin de mieux prévoir les températures locales de l'air dans les villes. La "carte thermique" de Zurich qui en résulte montre les détails de l'îlot de chaleur avec une résolution allant jusqu'à 250 mètres :

Les effets de l'IHU sont plus marqués la nuit en raison de l'accumulation de chaleur par les matériaux de construction pendant la journée et de sa libération pendant la nuit. Gianluca Mussetti, doctorant à l'ETH Zurich et à l'Empa, a étudié les caractéristiques de la récente vague de chaleur qui a sévi à Zurich du 20 au 24 juin 2017. Durant la nuit du 21 au 22 juin, il a observé une intensité de l'IHU de près de six degrés - 1,5 degré de plus que l'intensité de l'IHU de la canicule de 2015. En outre, Mussetti a constaté ces jours-là des différences de température allant jusqu'à trois degrés entre l'endroit le plus frais et l'endroit le plus chaud au sein de l'îlot de chaleur urbain. Il est bien connu que les vagues de chaleur se manifestent surtout dans les "points chauds" locaux des villes concernées. A Zurich, on observe des températures nocturnes particulièrement élevées dans le centre-ville densément construit, des températures relativement plus fraîches pour les zones proches des lacs, le long de la Limmat et sur les pentes du Züriberg, où l'air frais descend des zones plus élevées pendant la nuit. Les chercheurs ont notamment pu observer un lien entre l'aération urbaine et les températures de l'air : Un manque de circulation d'air au centre-ville entraîne une moindre évacuation de la chaleur - et donc une intensité plus élevée de l'IHU.

On recherche des stratégies pour atténuer les îlots de chaleur urbains

Face à l'augmentation imminente des vagues de chaleur à l'avenir, les citadins du monde entier sont sérieusement menacés en termes de bien-être et de santé. C'est pourquoi l'étude des îlots de chaleur urbains et l'élaboration de stratégies visant à les atténuer deviennent de plus en plus importantes pour de nombreux pays et villes concernés. Toutefois, pour être efficaces, les mesures de lutte contre le changement climatique et les stratégies d'atténuation de l'effet IHU doivent être mises en œuvre et appliquées sur une plus longue période.

Grâce à de futures études, les chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Empa veulent encore mieux comprendre les causes des îlots de chaleur urbains et des points chauds locaux dans les villes. Ils souhaitent en outre développer des contre-mesures, telles qu'une utilisation accrue de l'eau urbaine en cas de vagues de chaleur, des mesures de refroidissement temporaires comme l'ombrage intelligent ou des systèmes de refroidissement sous les rues et les trottoirs.