Mettez en œuvre les bonnes méthodes d'adaptation climatique pour votre ville

• Plans d'adaptation climatique personnalisés : Accédez à des recommandations personnalisées pour des mesures telles que la végétalisation des toits et des façades, la construction d'aires d'eau et la désimperméabilisation des surfaces afin de réduire efficacement les températures urbaines.
• Planification urbaine à l'épreuve du temps : Utilisez des cartes thermiques et des projections de température pour les scénarios actuels et futurs (par exemple, 2050 et 2085), afin de soutenir la planification et l'adaptation à long terme.
• Développement d'infrastructures durables : IInformez la planification urbaine à l'aide de données scientifiques pour développer des infrastructures qui soutiennent la croissance urbaine durable et la résilience.
• Aide à la prise de décision : Bénéficiez d'un soutien et d'une orientation continus pour les mesures de suivi, afin de garantir une amélioration et une adaptation permanentes.
• Mesures d'adaptation soutenues par des données scientifiques : Appuyez-vous sur des modèles éprouvés de bilan énergétique de surface (SUEWS) pour des prévisions et des évaluations précises des stratégies d'adaptation au changement climatique, fournissant ainsi une base scientifique solide pour la prise de décision.

Îlots de chaleur urbains

L'effet d'îlot de chaleur urbain est un phénomène typique du climat d'une ville et se caractérise par une différence de température de l'air entre le centre-ville exposé à la chaleur et les zones rurales environnantes plus fraîches. L'écart de température le plus important se produit généralement la nuit et peut atteindre jusqu'à 10 degrés (selon la ville). De nombreux sites spécifiques à l'intérieur du centre-ville sont particulièrement exposés à la chaleur. C'est ce qu'on appelle les points chauds. Ces points chauds sont généralement des régions à forte densité de construction, des canyons de rue et des surfaces étanches où la chaleur s'accumule facilement.

La carte de l'îlot de chaleur urbain (ci-dessus) montre l'intensité de l'îlot de chaleur urbain pour la ville de Zurich (CH) avec une résolution horizontale de 10 x 10 m, à titre d'exemple. Les zones en rouge indiquent les points chauds, tandis que les zones en bleu représentent les zones plus fraîches.

Les cartes thermiques permettent d'obtenir des informations locales spécifiques sur les nuits tropicales, les jours de chaleur, les jours de chauffage et les jours de refroidissement. Ces analyses peuvent être calculées à la fois pour l'année en cours, et pour l'avenir proche et lointain en utilisant les scénarios d'émissions RCP. Les analyses constituent donc une contribution scientifique importante à la gestion thermique d'une ville, et fournissent un outil d'aide à la décision important pour soutenir les villes dans la lutte contre le changement climatique à l'aide de données fiables.

Scénarios d'urbanisme

En raison de l'imperméabilisation des surfaces (par exemple, le béton ou la chaussée), les villes contribuent à leur propre réchauffement. Par exemple, l'imperméabilisation des surfaces empêche l'absorption de l'eau qui pourrait ensuite s'évaporer, refroidissant ainsi l'environnement. Au lieu de cela, la surface absorbe le rayonnement solaire à ondes courtes et le libère ensuite sous forme de chaleur. Le manque de ventilation causé par le développement urbain compact empêche la circulation des masses d'air et, par conséquent, le refroidissement des zones urbaines. Ce ne sont là que quelques-uns des facteurs qui influencent le climat urbain et conduisent à un réchauffement général de la ville.

Il est également évident qu'il existe plusieurs façons de modifier le climat de la ville grâce à des mesures d'adaptation. Parmi les plus importantes, citons la végétalisation des toits et des façades, l'utilisation d'asphalte blanc, la désimperméabilisation des surfaces ou l'irrigation.

La désimperméabilisation des surfaces peut être une mesure d'adaptation très efficace lorsque les zones perméables à l'eau couvrent une grande partie de la ville. Lorsque les surfaces sont imperméabilisées, l'eau de pluie ne peut plus s'infiltrer et s'évaporer plus tard, ce qui contribuerait au refroidissement. Au contraire, les surfaces imperméabilisées se réchauffent et contribuent au réchauffement général de la ville. La désimperméabilisation peut restaurer les fonctions naturelles du sol et sa capacité de percolation, ce qui rend les surfaces plus résistantes aux inondations. Les surfaces non imperméabilisées peuvent être végétalisées ou gravillonnées. La végétation supplémentaire contribue à son tour au rafraîchissement de la ville. La canopée des arbres réduit la lumière du soleil atteignant le sol, c'est-à-dire que l'ombre maintient le sol frais et peut augmenter le confort thermique. En outre, la végétation peut avoir toute une série d'effets bénéfiques sur le microclimat grâce à l'évapotranspiration ou à la régulation du mouvement de l'air, ainsi qu'à de meilleures conditions pour les organismes vivants.

Ce service explore l'impact des mesures d'adaptation au changement climatique mises en œuvre avec le réseau de mesure IdO. Une analyse ponctuelle de l'évolution de la température de l'air et des températures de surface est réalisée, sur la base de modèles éprouvés de bilan énergétique de surface (SUEWS, ou Surface Urban Energy Water-balance Scheme). Dans le cadre de ce service, plus de 20 stratégies différentes d'atténuation du changement climatique peuvent être testées.

La réduction de la température de surface et de la température de l'air (par rapport à la situation actuelle) est calculée par les modèles SUEWS pour différentes mesures d'adaptation au changement climatique. L'analyse se concentre sur les zones particulièrement chaudes de la ville. Ainsi, quatre stratégies différentes avec des options différentes seront utilisées (voir le tableau ci-dessous), tandis que différentes tailles de mesures d'adaptation sont simulées.

Résumé des stratégies possibles d'adaptation au climat

Stratégies bleues	Stratégies vertes	Mesures concernant les bâtiments	Mesures techniques pour modifier les propriétés des matériaux
Irrigation des espaces verts	Verdissement des toits	Verdissement des façades	Matériaux de toiture pour l'isolation thermique (toits froids)
Construction de fontaines et d'espaces aquatiques	Plantation de nouveaux arbres	Matériaux de construction adaptés au changement climatique	Matériaux d'asphalte adaptés au changement climatique (chaussées froides)
	Mise en place de nouveaux espaces verts		Rues blanches

L'analyse tient compte de l'heure de la journée, de la saison, ainsi que d'une série de conditions atmosphériques (telles que le vent, la couverture nuageuse et les jours de chaleur). Couplage avec les scénarios d'émissions du changement climatique (de Rapport du GIEC) permet de comparer les conditions actuelles avec les conditions attendues à partir de 2050 (optionnellement 2085). De cette manière, les différents impacts du changement climatique, avec et sans mesures d'adaptation, peuvent être estimés. Les données sont fournies via un référentiel web (par exemple, OneDrive) sous forme de fichiers csv et de fichiers png (ou similaires). Ce service peut également faire la distinction entre les analyses unidimensionnelles (1D) spécifiques à un point et les analyses bidimensionnelles (2D) spécifiques à une zone.

Alors que les analyses 1D se concentrent sur un lieu spécifique et représentatif, les analyses 2D couvrent une zone pour laquelle des mesures d'adaptation au changement climatique sont combinées.

Les résultats sont ensuite présentés aux représentants de la ville afin qu'ils puissent décider des mesures d'adaptation au climat les plus souhaitables, qui pourront ensuite être mises en œuvre par la ville.

Approche technique

L'analyse est effectuée via SUEWS, sur la base des mesures de la température de l'air dans les environs de la zone d'intérêt. L'analyse fournit des résultats pour la température de surface et la température de l'air.

Tout d'abord, une simulation de référence de l'état actuel de la zone est effectuée. En outre, plusieurs "séries de sensibilité" sont ensuite effectuées, au cours desquelles la surface de la zone est modifiée artificiellement. La modification artificielle de la surface change d'importantes propriétés matérielles spécifiques à la surface, telles que l'albédo, l'émissivité, la conductivité thermique, etc.

Les différences (avant - après) entre les variables de la température de surface et de la température de l'air sont déterminées par un calcul de différence.

ΔT=T_sens-T_ref

où T_sens est la température de l'exécution sensible (après adaptation) et T_ref est la température de la simulation de référence (avant adaptation).

Au total, 3 groupes de paramètres différents peuvent être modifiés :

1. La stratégie d'adaptation au changement climatique
2. L'option d'adaptation au changement climatique
3. L'ampleur de la mesure d'ajustement

Afin de tester l'efficacité de la mesure d'adaptation au changement climatique prévue, la zone d'adaptation peut être ajustée en fonction de sa taille dans le modèle. Cela permet de répondre à certaines questions, par exemple comment la réduction de la température change si la zone considérée est doublée ou divisée par deux. La réduction de température due à la mesure d'adaptation est simulée pour la zone de la mesure d'adaptation, puis extrapolée à l'ensemble de la zone.

La température de surface et la température de l'air sont affichées pour les conditions suivantes :

• Moment de la journée : conditions diurnes ou nocturnes
• Saisons : conditions estivales ou hivernales
• Rayonnement : conditions nuageuses ou ensoleillées
• Vent : conditions venteuses par rapport à l'absence de vent
• Conditions actuelles et conditions en 2050
• Tous les résultats seront présentés sous forme de graphiques, de cartes ou de tableaux avec les tendances, les extrêmes et les distributions de fréquence.

Un exemple : Zone du triangle à Bâle, CH

Ce rapport teste la désimperméabilisation en tant que mesure d'adaptation au changement climatique. Pour cela, la zone dite du Triangle dans la ville suisse de Bâle (dans le quartier d'Erlenmatt, près de Badischer Bahnhof) a été étudiée.

Une grande zone scellée a été enlevée, recouverte de gravier et plantée de 18 petits arbres. Ceux-ci continueront à pousser dans les années à venir, créant ainsi un environnement plus vert dans la région (figure ci-dessous).

Zone du triangle avant les mesures d'adaptation (à gauche) et après (à droite)

Le réseau de mesure IdO dense de Bâle a été utilisé pour détecter les petites variations de la température de l'air, par rapport à l'environnement (sans mesures d'adaptation). Afin de détecter les petites différences de température de l'air dans la zone du Triangle, trois capteurs ont été installés dans la zone trois mois avant le début des travaux de rénovation. En outre, 12 capteurs de référence situés à proximité ont été utilisés à des fins de comparaison (figure ci-dessous). Les valeurs moyennes des trois capteurs de la zone du Triangle et des 12 capteurs de la zone de référence ont été utilisées pour la comparaison.

Emplacement des stations météorologiques dans la zone du Triangle (trois stations dans le cercle noir) et dans la zone de référence (12 stations dans le cercle bleu).

La figure suivante, en bas à gauche, montre la différence de température de l'air (zone du Triangle - zone de référence) avant, pendant et après la mise en œuvre des mesures d'atténuation (à gauche). Avant l'adaptation, les différences entre la zone du Triangle et la zone environnante étaient en moyenne de - 0,3°C, ce qui signifie que la zone environnante était plus chaude que la zone du Triangle. Après la mise en œuvre de la mesure d'adaptation, les différences entre la zone du triangle et la zone environnante sont inférieures de 0,6°C à 0. Par conséquent, la zone du triangle bénéficie d'un effet de refroidissement de 0,3°C grâce à la mise en œuvre de la mesure d'adaptation.

Exemple : Klybeck Areal à Bâle, CH

Les villes enregistrent des températures plus élevées que les zones rurales environnantes. En particulier pendant les mois d'été, la différence de température entre les zones urbaines et rurales peut atteindre plusieurs degrés Celsius. C'est pourquoi les villes sont souvent qualifiées d'îlots de chaleur urbains (ICU).

Il existe plusieurs moyens de contrer cet effet, tels que l'extension des zones de végétation ou l'utilisation de surfaces claires afin d'augmenter la proportion de lumière solaire réfléchie. Dans ce dernier cas, la surface de la terre absorbe moins de chaleur et par conséquent réduit son réchauffement.

Dans le cadre de ce projet pilote mené en collaboration avec Swiss Rhine Ports, une section entière de la route dans la zone portuaire de Kleinhüningen a été peinte en blanc. L'effet albédo a été déterminé à l'aide de différents capteurs de mesure et d'images infrarouges. L'objectif de l'étude était d'en savoir plus sur les avantages et les inconvénients d'une chaussée blanche à l'aide d'une zone d'essai pratique. Il s'agissait également de montrer dans quelle mesure le microclimat existant est influencé par de petites modifications de la structure de la surface.

Klybeck Areal avant les mesures d'adaptation (à gauche) et après (à droite)

Les deux images montrent clairement l'influence du revêtement blanc sur la température de surface de la route. Par rapport à la première image, la section de route peinte en blanc a contribué à une réduction de la température de surface d'environ 7°C.

Validation of Adaptation Strategies

La validation des stratégies d'atténuation du changement climatique fait partie de la chaîne de décision et permet aux villes de planifier, de hiérarchiser et de mettre en œuvre leurs mesures d'atténuation. Un suivi continu est nécessaire pour détecter les nouvelles tendances et analyser l'évolution du climat de la ville.

L'augmentation de la température de l'air, causée par le changement climatique, a un impact plus sévère sur les villes que sur leurs environs ruraux. La température moyenne de l'air dans les villes est supérieure d'au moins 2°C à celle de leurs environs. Par conséquent, toute augmentation supplémentaire de la température provoquée par le changement climatique aura probablement de graves conséquences pour les villes.

Une fois que la ville a décidé quelles mesures d'adaptation au changement climatique sont les plus appropriées et les plus efficaces, la mise en œuvre suit. En général, meteoblue propose au moins 4 mesures d'adaptation au changement climatique sur des sites sélectionnés dans la ville, en fonction de la décision de la ville.

Au moins 6 mois (de préférence 12 mois) avant qu'une ville ne mette en œuvre les mesures, les stations de mesure sont installées à des endroits prédéfinis, où les mesures auront lieu, et dans leurs environs (s'il n'y a pas encore de stations de mesure disponibles), conformément à un plan d'installation. Ces stations collectent des données en continu, avant et après la mise en œuvre des mesures. Ces mesures sont utilisées dans une analyse statistique pour valider les adaptations au changement climatique. Dans les 6 mois suivant l'achèvement de la mesure d'adaptation, les premières analyses de validation auront lieu, ce qui permettra aux urbanistes de surveiller l'effet des stratégies d'adaptation, de détecter de nouvelles tendances et d'analyser la manière dont le climat de la ville évolue.