Des images satellites pour étudier les îlots de chaleur urbains à Bordeaux

En combinant l’infrarouge thermique du satellite Landsat avec la précision du satellite Sentinel-2, les algorithmes à base de réseaux de neurones de Pixstart sont capables de détecter précisément la température en ville.

Pour cette première analyse, le choix s’est porté sur une des grandes métropoles de France, à savoir Bordeaux. D’autres villes seront étudiées par la suite afin de mieux appréhender la problématique de la chaleur en ville.

Une chaleur parfois suffocante en ville

Au XXe siècle, la température de la France métropolitaine a augmenté en moyenne de plus de 1 °C par rapport aux siècles passés selon Météo france. Mais tout le monde n’est pas logé à la même enseigne. En effet, quand on habite à proximité d’espaces verts ou de forêts, on se rend de suite compte de la chance que l’on a de pouvoir aller dans ces endroits et de trouver un peu d’air frais.

La chaleur qui est parfois suffocante en ville l’été est liée à un phénomène nommé îlot de chaleur urbain (ICU). Très localement on observe des températures très élevées que ce soit en journée mais aussi la nuit. Les matériaux comme la pierre ou le goudron accumulent de la chaleur tout au long de la journée et la rayonnent en continu, même la nuit, ce qui limite la possibilité de se rafraîchir quand le soleil est couché.

Plus de 38°C à la fin du mois de juillet

En 2020 à Bordeaux, météo France nous indique que la température maximale de l’année a atteint 38°C le 30 juillet à la station météo de Bordeaux-Mérignac. La carte de température ci-dessus (ou thermographie) a été calculée à partir du satellite Landsat le 29/07/2020 soit un jour avant ce record. Ces résultats ont une précision de plus ou moins un degré par rapport aux stations météo France et nous montrent qu’en réalité la température de surface varie énormément suivant la nature des éléments recouvrant le sol. Au-dessus de l’eau et des grandes forêts la température observée est d’environ 20 °C alors qu’elle atteint plus de 30 °C au dessus du goudron. Pour bien interpréter cette carte des températures il y a deux facteurs importants à comprendre :

  • L’albédo, c’est-à-dire la capacité d’une surface à renvoyer l’énergie solaire qui lui arrive. C’est un chiffre compris entre 0 et 1 où 0 correspond à une surface noire absolue qui absorbe la totalité de l’énergie incidente, et 1 correspond au miroir parfait qui renvoie la totalité de l’énergie incidente. Les surfaces sombres absorbent une quantité importante d’énergie solaire, et se réchauffent donc très vite.
  • Le potentiel d’évapotranspiration : la végétation joue un rôle de régulateur thermique, en partie par l’ombre portée, mais surtout via l’évapotranspiration qui rafraîchit l’air, et la rosée. Malheureusement les centres villes traditionnels français comportent souvent peu d’espaces végétalisés, et notamment arborés.

Les Chartrons, un quartier historique peu végétalisé

Les îlots de chaleur urbains de Bordeaux

Malgré leur proximité avec la Garonne et leurs parcs, les quartiers historiques du centre, des Chartrons, et de Bordeaux centre et sud (gare SNCF) correspondent bien à la définition îlots de chaleur urbains : dans les parcs la température observée est de 22 °C mais elle monte à plus de 31°C au coeur des quartiers. La végétation étant très localisée dans certains lieux (parcs), la plupart des rues et des places en sont dépourvues et atteignent alors des températures très élevées notamment à cause du goudron foncé et de l’absence de végétation qui pourrait atténuer l’effet de l’albédo. La température moyenne observée sur les quartiers est de plus de 28 °C en moyenne au 29 juillet 2020 avec un record à plus de 29 °C pour Chartrons.

Les quartiers les plus frais l’été

Si une petite balade aux abords de la Garonne est toujours agréable, les quartiers un peu plus éloignés comme Caudéran, les Eysines ou Nansouty sont des endroits où la température moyenne sera plus basse d’environ 1 à 2°C par rapport aux Chartrons. La principale raison qui explique cet écart à seulement quelques centaines de mètres des quartiers historiques est la forte présence de la végétation que ce soit dans la plupart des rues mais aussi dans les jardins privés.

Au-delà du centre-ville

Avec la thermographie de Bordeaux, il apparaît également, qu’au-delà des zones urbaines, les zones commerciales comme celle de Mérignac Soleil ou les zones d’activité comme l’Espace Mérignac Phare sont celles qui participent le plus à l’augmentation de chaleur avec des températures moyennes supérieures à 32 °C (voir carte détaillée ci-dessous). Cela s’explique par la présence de grands toits qui sont souvent métalliques ainsi que des parkings en goudron qui concentrent la chaleur en pleine journée. Il est à noter que le parc d’activité Kennedy situé à proximité de l’aéroport Bordeaux-Mérignac est plus frais que son homologue au nord car il est composé de plus petits bâtiments qui sont espacés par des espaces végétalisés.

Les zones commerciales et industrielles sont très émettrices de chaleur.

L’importance de la végétation

La thermographie nous montre que les parcs, forêts, ou plans d’eau sont très agréables à fréquenter l’été, mais qu’ils ne suffisent pas à compenser l’effet de chaleur urbain car leur fraîcheur ne se diffuse pas suffisant loin d’eux. Il semble ainsi primordial de végétaliser au maximum nos villes pour éviter les îlots de chaleur urbains, notamment en augmentant le nombre d’arbres dans les rues des centres villes et en augmentant le nombre de bassins à courants. Les matériaux de construction et l’espacement des habitations semblent être également des facteurs très importants que nous étudierons dans de prochains articles.

D’autres villes à venir

Dans une prochaine série d’articles à venir, Pixstart réalisera d’autres cartes de températures de villes françaises et européennes. Le but sera d’identifier les zones de concentration de chaleur l’été et les zones à forte déperdition l’hiver, mais aussi d’identifier de bonnes pratiques par la comparaison de différentes solutions d’urbanisme. Au-delà de l’analyse des centres villes, les zones industrielles et commerciales seront étudiées, tout comme l’impact des types d’habitations (quartiers historiques, écoquartiers, zones pavillonnaires…).