Ce que nous disent les mesures de température sur les grandes métropoles

Pour cette deuxième analyse, nous allons regarder de près Toulouse (Occitanie, FRANCE) et Atlanta (Georgia, USA), deux villes jumelées. Nous allons essayer de répondre aux questions suivantes :  Où sont les principaux îlots de chaleur ? de fraîcheur ? Quels sont les quartiers où il fait bon vivre ? Comment comparer les deux villes ? Ont-elles la même forme d’urbanisation ? Laquelle semble être la plus résiliente aux changements climatiques ?

Observation de la température de surface par satellite

Comme nous l’avions abordé lors de notre précédent article, Pixstart mesure la température en ville tous les 10 mètres (plus précisément la température de surface au niveau de la canopée urbaine). Pour arriver à cela, nous combinons l’infrarouge thermique du satellite américain Landsat avec une cartographie précise de l’émissivité du sol dérivée des mesures du satellite européen Sentinel-2. L’image suivante qui présente les températures au-dessus de Toulouse permet de visualiser l’apport de la combinaison des deux satellites par rapport à l’utilisation classique de Landsat (image de gauche).

Cet article n’a pas pour objectif d’observer les évolutions des températures des villes dans le temps, qui sont essentiellement dues aux évolutions climatiques, mais de révéler l’organisation structurelle de chaque ville, image de décisions d’urbanisme qui ont, elles, été faites dans le temps. Il ne semble pas évident, de prime abord, de relier une répartition de températures à une organisation urbaine, mais c’est ce qui ressort de nos observations car les constructions urbaines ont un impact sur la température de l’air. De plus, étant donné que la température est un des paramètres physiques majeurs, et donc inexorables, du cadre de vie des humains et des autres êtres vivants, les images en température sont aussi une façon d’observer l’organisation sociale des villes. 

Nous avons réalisé pour chaque ville une analyse sur une date chaude (Toulouse et Atlanta étant dans le même hémisphère, ces dates ont lieux durant l’été) :  

LieuDate Landsat-8Date Sentinel-2Température
maximale
Atlanta8 août 20198 août 201933°C
Toulouse31 juillet 202024 juillet 202038°C

Vous trouverez donc ci-aprés une lecture détaillée de la ville de Toulouse au travers de la répartition spatiale des températures sur son territoire suivie par une lecture similaire de la ville d’Atlanta. Ces instantanés équivalents mettent en évidence deux organisations urbaines radicalement différentes :

  • À Toulouse, une organisation bipolaire. Toulouse, ville beaucoup plus ancienne qu’Atlanta, s’est propagée à partir de son centre ville historique sur la rive gauche de la Garonne sous forme de quartiers résidentiels très frais et agréables (les arbres ont été plantés au fur et à mesure de l’urbanisation sur d’anciennes zones agricoles), tout en développant ses pôles industriels et commerciaux sur la rive droite. Cette dernière est beaucoup moins végétalisée, elle est le lieu de vastes îlots de chaleur et on y retrouve les principaux quartiers populaires. Il s’agit d’une organisation bipolaire, la Garonne en étant la frontière physique (voir image n°3). Cette frontière est renforcée par le développement de transports en commun qui sont pensés de façon concentriques pour de petits déplacements (voir l’exemple des transports à Toulouse) et qui tiennent peu compte de cette fracture qui est à l’échelle de la ville. C’est pour cela que l’on observe de façon inchangée depuis des décennies des bouchons sur la rocade sud de Toulouse.  
  • À Atlanta, un développement organique. Atlanta s’est développée au milieu de la forêt tout en préservant une forte densité d’arbres dans les zones habitées. Les zones industrielles et commerciales se sont concentrées sur de grandes artères partant du centre historique mais se sont réparties de façon assez homogène sur son territoire, donnant un aspect organique à l’urbanisation (voir image n°6). Cet aspect organique est renforcé par les lignes de métro et les autoroutes intra-urbaines qui suivent ces grandes artères, reliant des “organes” économiques. Cependant, la dépendance à l’automobile et la congestion du trafic sont importantes aux heures de pointe sur ces grandes artères, et cela en raison du facteur d’échelle de la ville (facteur tout à fait standard aux USA) qui ne permet pas d’utiliser les mobilités douces pour aller travailler (mais pour consommer oui, par la création de multiples petits “malls”).

Atlanta a donc à priori plus de chances que Toulouse d’être résiliente face aux changements climatiques sur l’ensemble de son territoire si elle parvient à conserver sa couverture arborée. Il s’agit pour Atlanta de réduire son facteur d’échelle pour diminuer les transports et donc la consommation d’énergie, c’est-à-dire de garantir aux populations qu’elles puissent travailler, se nourrir et se divertir au sein des suburban les plus proches de leur habitation. Atlanta est en capacité de continuer son expansion urbaine de la même façon, tout en conservant un cadre de vie agréable dans quasiment tous les lieux.  Il s’agit d’une expansion biomimétique avec une organisation de type réticulaire.

Toulouse a en revanche plus de chemin à parcourir vers une résilience climatique sur l’ensemble de son territoire. Sa politique d’expansion ne prévoit pas de réduire sa fracture territoriale est-ouest, source principale des transports routiers et des enclaves sociales de son territoire, mais plutôt d’améliorer son cadre de vie en partant de son centre (voir par exemple création de ZFE, rénovation urbaine, désartificialisation des sols). Toulouse Métropole envisage sa croissance démographique par une densification urbaine quasiment aléatoire sur les zones périurbaines (là où il reste de la place) par une très forte artificialisation des sols (voir par exemple Paleficat) tout en prévoyant en permanence la construction de nouveaux axes routiers circulaires pour pouvoir aller travailler et consommer ailleurs (voir par exemple le projet du BUCM). Il s’agit donc pour le moment, à la vue des projets envisagés, d’un paradigme d’expansion urbaine concentrique, classique en France depuis les années 70. Plutôt qu’une vision nucléaire de la ville concentrée sur la métropole, il faudrait innover sur une vision réticulaire et ne pas avoir peur d’un étalement fractal regroupant des pôles complets (loisirs, habitat, travail) seule solution pour une résilience thermique et environnementale à l’échelle locale, soit un cadre de vie agréable pour tous.

Des études plus poussées seraient nécessaires pour énumérer les actions envisageables par chaque ville pour améliorer sa résilience. Pour de futures publications, nous proposons de continuer notre blog par l’étude d’autres villes sur d’autres continents.

Grande Agglomération Toulousaine, une urbanisation polarisée

En cette fin de Juillet 2020, il fait très chaud à Toulouse, une maximale de 38°C à l’ombre. La carte suivante montre une vue d’ensemble de la grande agglomération Toulousaine en température de surface. L’affichage a été ajusté pour avoir la meilleure dynamique de couleur possible,  la différence entre les zones les plus sombres (températures les plus fraiches) et les plus claires (températures les plus chaudes)  peut largement dépasser 10°C.

Les cartes suivantes du centre-ville de Toulouse, vous permettent de mieux comprendre la répartition de la structure urbaine de Toulouse :

De manière détaillée, à Toulouse, on distingue cinq grands profils thermiques:

  • Zones fraîches (cours d’eau, forêts, parcs arborés)
  • Zones résidentielles très arborées (Côte Pavée, Lardenne, La Terrasse,…)
  • Zones résidentielles plus ou moins denses et arborées (Les Minimes, Saint-Simon,… ) 
  • Zones très denses (centres historiques, Les Carmes, Esquirol,…)
  • Zones Commerciales et Industrielles (les plus chaudes)

Les Principaux îlots de fraicheur 🥶

Remarque préliminaire: les zones agricoles ne sont pas incluses dans cette analyse.

Centres Urbains:

  • La Garonne,
  • Ensemble Ile du Ramier / Pech David,
  • Grand-Rond, Jardin des plantes,
  • Le canal du midi,
  • Coulée verte de l’Hers,
  • Le Touch,
  • Parc de la Maourine,
  • La Reynerie,
  • Le parc de Gironis
  • ou encore le Jardin Japonais

Environs:

  • Forêt de Bouconne,
  • La Ramée,
  • Le lac de Sesquière
  • Forêt la Paderne
  • Val de l’Aussonelle (bien qu’entouré de carrières…)

L’image suivante focalise la plage de température sur les zones résidentielles (entre 27°C et 33°C). Les zones les plus sombres sont fraiches, les zones les plus claires sont chaudes.

Les grandes tâches sombres correspondent aux ilots de fraicheurs.

Cette image met en avant l’organisation urbaine autour de la Garonne avec au sud-est les quartiers de maisons résidentielles intégrant la Côte-pavée, le Busca, Rangueil et  Ramonville-Saint-Agne.

A l’ouest nous remarquons une forme rectangulaire plus sombre correspondant au quartier historique  de Saint-Simon coincé entre l’aéroport de Francazal (à l’ouest), la zone industrielle de Thibault (au sud) et le boulevard Eisenhower (à l’est)

Il est d’ailleurs probable que les nouvelles constructions en cours grignotent petit à petit cet îlot de fraîcheur.  

Les coins les plus chauds de Toulouse 🥵

Si maintenant on décale de quelques degrés vers le haut notre réglage de température, on voit se détacher sur l’image suivante, toutes les zones commerciales et industrielles de l’agglomération y compris quelques complexes sportifs.

On distingue alors 5 grandes zones de chaleurs urbaines : 

  • Tout au nord, la zone de en jacca 
  • Proche de cette dernière, la zone de l’aéroport et de l’activité aérospatiale organisée autour de Airbus. 
  • La zone autour du quartier de saint-simon au centre ouest de l’image qui inclut l’aéroport de Francazal, la zone industrielle de Thibaud, et le boulevard Eisenhower jusqu’au métro Basso-Cambo. 
  • Au nord-est de l’image, il y a la zone commerciale qui s’est organisée autour de l’axe routier de la route de Paris en direction de Lespinasse. 
  • Et une dernière zone légèrement plus fraîche et plus petite au sud correspondant à la zone d’activité liée à l’industrie du Spatial autour du CNES et de Airbus defence & Space. 

On voit bien sur cette image l’importance d’Airbus et du pôle aéronautique autour desquels s’est développée l’activité économique de Toulouse.

On remarque également que l’agglomération est très compacte et disparate, qu’elle s’est créée autour d’un centre ville très dense qui s’est élargi, sur la même rive de la Garonne, par des quartiers résidentiels très frais et agréables. C’est la rive gauche plus végétalisée, où il fait bon vivre. 

Les pôles industriels et commerciaux, ont ensuite été créés sur des zones excentrées du centre-ville de l’autre côté de la Garonne. Ces zones installées au gré des terrains disponibles ont généré une forte urbanisation. C’est la rive droite de Toulouse beaucoup moins végétalisée où l’on retrouve les principaux quartiers populaires. 

Cette différenciation d’activité entre rive droite et rive gauche est confirmée par les flux d’embouteillage existants sur la ville de Toulouse en direction du pôle aéronautique et sur le pont du périphérique passant au-dessus de l’île du ramier.  

Regardons maintenant ce qu’il en est d’Atlanta.

Metro Atlanta, une urbanisation plus organique

La métropole d’Atlanta est très contrastée, entre centres urbains et industriels très chauds et zones résidentielles très fraîches car très arborées, il n’y a pas comme sur Toulouse de zones intermédiaires. Bien que totalement urbanisée, la région d’Atlanta se caractérise par une nette séparation entre le résidentiel et le reste de la ville.

L’image suivante comporte la même dynamique que celle présentée pour Toulouse (i.e. 10°C) et il faut bien avoir à l’esprit que cette zone est totalement urbanisée. Nous vous conseillons de regarder en version zoomée la partie verte au centre de l’image de gauche et vous y verrez très clairement les maisons qui grâce à la végétation ont un impact faible sur les températures (image de droite).

Les coins les plus chauds d’Atlanta

Les îlots de chaleur urbains de Metro Atlanta sont plutôt massifs mais très dispersés, laissant beaucoup de place à un tissu résidentiel bien aéré. Il faut comprendre que tous les espaces sombres sont en réalité des espaces résidentiels répartis sur l’ensemble de la carte et montrent un développement d’habitations garantissant un niveau de fraîcheur important. 

Gwinett Place, un immense centre commercial au nord-est d’Atlanta est incontestablement l’endroit le plus chaud de l’agglomération. Ce qui n’est pas étonnant sachant qu’il est composé à plus de 60% de parkings. 

Assez classiquement, l’aéroport international (au sud) et Downtown (au centre) sont aussi parmi les points les plus chauds mais là encore rien d’étonnant.

Les quartiers d’affaires s’étendent ensuite sur la route de Gainesville au nord-est d’Atlanta.

Downtown

Du Sud-Ouest au Nord-Est:

  • The Metropolitan Shopping Center
  • The Center Parc Credit Union Stadium
  • The Mercedes Benz Stadium
  • The Georgia World Congress Center
  • The QTS Datacenter (Bâtiment le plus chaud de l’agglomération)
  • Atlantic Center Mall

Atlanta s’est développée au milieu de la forêt mais sans la détruire complètement. Elle a su maîtriser le développement des zones industrielles et commerciales en les concentrant sur des grandes artères donnant un aspect organique à l’urbanisation. Les lignes de métro et les autoroutes intra-urbaines suivent ces grandes artères. On imagine cependant un certain travers qui est la dépendance à l’automobile chère aux américains et une congestion du trafic très importante aux heures de pointe sur ces grandes artères.

Conclusions

À travers cette courte analyse de la structure urbaine de ces deux villes jumelées, nous constatons deux modes d’évolution bien distincts. 

La première, Toulouse, est un exemple très classique des villes européennes avec un centre urbain très condensé, des quartiers résidentiels végétalisés par des jardins peu étendus et disponibles pour les populations les plus aisées. Effectivement, la superposition des points de fraîcheur avec les données INSEE de revenus moyens les plus élevés est très parlante.  Les zones industrielles et commerciales sont, quant à elles,  très concentrées à l’extérieur de la ville centre. 

Au contraire, la ville d’Atlanta s’est développée autour d’artères avec un étalement des populations et donc des zones résidentielles sur l’ensemble du territoire, c’est ce que l’on a appelé le développement des suburban downtown qui sont des nouveaux nœuds urbains. Autour de ces nœuds urbains se sont étalés des zones résidentielles très végétalisées. 

Vu de l’espace, il est clair que la ville d’Atlanta semble avoir une urbanisation biomimétique avec une organisation de type réticulaire alors que la ville de Toulouse a un développement massif et asymétrique, avec une mauvaise répartition des lieux de vie agréables.

Des études plus poussées seraient nécessaires pour énumérer les actions envisageables par chaque ville pour améliorer sa résilience. Atlanta semble malgré tout marquer le pas dans sa structure, il lui reste à garantir que les populations puissent travailler, se nourrir et se divertir au sein des suburban les plus proches de leur habitation limitant ainsi l’utilisation de la voiture et les échanges inter-noeuds au strict minimum.