Villes et changement climatique – Jean-Jacques Terrin, 2015

Présentation du livre

Ce livre, paru en novembre 2015, présente les réflexions menées lors de deux séminaires organisés en novembre 2014 à Barcelone et en mars 2015 à Vienne dans le cadre du programme européen de la Plate-forme d’observation des projets et des stratégies urbaines (Popsu). Depuis 2004, la plate-forme Popsu observe les politiques mises en œuvre et les projets urbains en cours d’élaboration dans les villes françaises. Elle facilite le dialogue entre les acteurs des villes et les chercheurs de différentes disciplines à travers des programmes de recherche et des séminaires d’échange. Popsu est dirigée et financée par le Plan urbanisme construction architecture (Puca). Le programme Popsu Europe est un espace dédié aux échanges entre les acteurs des villes européennes et les milieux de la recherche urbaine en Europe. Elle observe les projets et les stratégies à l’œuvre dans les projets urbains. Les deux séminaires organisés en 2014 à Barcelone et en 2015 à Vienne ont exploré les projets et les stratégies des villes de Barcelone, Lyon, Marseille, Montréal, Nantes, Rennes, Rome, Stuttgart, Toulouse et Vienne. Ils ont été organisés par Virginie Bathellier, directrice de la plate-forme Popsu, Jean-Jacques Terrin, architecte, responsable scientifique du programme Popsu Europe, et Jean-Baptiste Marie, architecte, secrétaire scientifique des programmes Popsu. Trois experts ont également contribué à organiser ces rencontres : Marjorie Musy, chercheuse en physique du bâtiment et de la ville à l’Ecole nationale supérieure d’architecture de Nantes et directrice adjointe de l’IRSTV, Anne Péré, architecte, urbaniste et enseignant-chercheur à l’Ecole nationale supérieure d’architecture de Toulouse et Serge Salat, architecte, mathématicien et président de l’Institut des morphologies urbaines et des systèmes complexes. Toutes ces personnes ont contribué à l’élaboration de cet ouvrage rédigé sous la direction de Jean-Jacques Terrin. Yves Bidet, Katia Chancibault, Armelle Ecolan, Xavier Foissard, Franck Geiling, Julia Hidalgo, Thomas Houet, Pierre Jutras, Christelle Leproust, Alban Mallet, Philippe Mary, Luca Montuori, Simone Ombuen, Luce Ponsar, Jürgen Preiss, Ulrich Reuter ont également participé à la réalisation de ce livre.

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Jean-Jacques Terrin est architecte-urbaniste, docteur, professeur émérite à l’école d’architecture de Versailles et chercheur associé dans plusieurs laboratoires en France, Canada et Albanie. Il entreprend des recherches et publications sur les processus de conception, stratégies de l’innovation et démarches collaboratives. Ses activités dans le cadre européen lui assurent une connaissance approfondie des enjeux de la ville.

Les scientifiques prennent de plus en plus conscience de l’importance de penser la ville avec le climat. En effet, les effets du réchauffement climatique et la hausse des températures dans les centres urbains ont pris aujourd’hui des proportions considérables. Depuis plusieurs années, les climatologues alertent donc les responsables politiques et les professionnels de l’urbanisme des impacts d’un réchauffement qui menace les équilibres planétaires, précisant que les systèmes urbains en sont les grands responsables dans la mesure où ils représentent plus de 75% de la consommation globale de l’énergie. Leurs interlocuteurs sont toutefois bien mal armés pour répondre à un défi dont il n’est pas certain qu’ils mesurent toute la complexité. On commence seulement à remettre en cause l’urbanisme contemporain qui tente de s’affranchir de la nature et à découvrir les bienfaits d’une démarche écologique dont les contours restent parfois bien flous. C’est dans ce contexte de nécessaire renouveau qu’ont récemment émergées les réflexions sur le phénomène de l’îlot de chaleur urbain (ICU), qui sont retranscrites dans cet ouvrage. Les auteurs analysent les conséquences que peuvent avoir les formes architecturales de la ville, le choix des matériaux, les installations et dispositifs mis en place pour réduire les effets de ces îlots de chaleur.

La multiplicité des auteurs ainsi que la diversité de leurs professions (ingénieurs, climatologues, chercheurs, professeurs, architectes, géographes, urbanistes, physiciens, …) mettent en évidence la volonté de favoriser le dialogue et la nécessité de travailler ensemble, de croiser les disciplines pour développer des solutions prenant en compte les aspects économiques, sociaux, environnementaux, architecturaux et politiques. En outre, la mise en synergie des points de vue assure une bonne fiabilité de cet ouvrage puisqu’il tend à donner aux lecteurs une vision objective des effets de l’îlot de chaleur urbain et des solutions. Outre leurs connaissances et recherches personnelles sur le sujet, les auteurs se sont appuyés sur les travaux de spécialistes dans des domaines particuliers, ce qui renforce la fiabilité de l’ouvrage.

Résumé

Problématique posée :

Cet ouvrage s’est donné pour objectif d’interroger les projets et les stratégies qu’adoptent certaines villes européennes et nord-américaines face aux changements climatiques et de comparer la façon dont elles prennent en considération ces enjeux. Pour mener à bien cette observation des projets et des stratégies, il propose trois axes thématiques : analyser les contradictions entre formes urbaines et densification ; améliorer les performances énergétiques et environnementales des îlots de chaleur urbains ; renforcer les outils réglementaires et d’évaluation pour une meilleure gouvernance.

Déroulement de la réflexion :

L’ouvrage s’organise en différentes parties. Tout d’abord, Jean-Jacques Terrin rappelle le contexte climatique actuel en évoquant les effets du réchauffement climatique et de l’îlot de chaleur urbain, pour mettre en lumière l’importance de Penser la ville avec le climat. Dans une seconde partie, Jean-Baptiste Marie insiste sur les Paradoxes climatiques des villes européennes. Ces deux premières parties sont en quelque sorte une introduction à la partie suivante Projets de villes qui étudie au cas par cas les projets d’adaptation au changement climatique et à l’îlot de chaleur urbain de plusieurs villes : Barcelone, Lyon, Marseille, Montréal, Nantes, Rennes, Rome, Stuttgart, Toulouse et Vienne. Dans la dernière partie, Serge Salat, Marjorie Musy et Anne Péré nous proposent des réflexions sur les solutions mises en place ou qui pourraient être élaborées par les villes pour lutter contre les îlots de chaleur urbains.

Le réchauffement climatique global est aujourd’hui un fait avéré à l’origine d’un « stress des villes » avec les vagues de chaleur, la pollution de l’air, les enjeux hydriques liés à la surconsommation de l’eau par la végétalisation ou sa raréfaction. C’est pourquoi il semble paradoxal de dissocier la conception de l’urbain des enjeux du climat, de l’eau et de la nature. En outre, le Groupe d’experts intergouvernementaux sur l’évolution du climat (Giec) rappelle que les villes sont les premières concernées dans la lutte contre le réchauffement climatique, lutte qui nécessite d’une part la réduction des gaz à effets de serre et d’autre part l’anticipation et l’adaptation pour réduire la vulnérabilité des systèmes naturels. Ainsi, les fortes tensions liées au climat constituent une opportunité pour les concepteurs de renouveler les installations architecturales et urbaines. Le programme Popsu Europe fait ressortir trois paradoxes qui révèlent la complexité à laquelle les villes européennes sont confrontées :

  • Le paradoxe des formes urbaines et de la densité, générateurs d’îlots de chaleur urbains qui consiste à densifier les villes du fait de l’augmentation de la population et dans le même temps à diminuer les effets de l’îlot de chaleur urbain causé en grande partie par la concentration de formes urbaines.
  • Le paradoxe du rôle de l’eau et de la végétalisation dans la lutte contre l’îlot de chaleur urbain : les résultats sur l’atténuation des îlots de chaleur urbains par l’eau et la végétalisation sont indéniables mais l’efficience mesurée reste parfois faible vis-à-vis des efforts déployés.
  • Le paradoxe des outils de planification et d’urbanisme qui ne constituent pas encore des outils dédiés à la prise en compte du réchauffement climatique : la prise en compte du réchauffement climatique semble pour l’heure encore insuffisamment intégrée aux projets architecturaux urbains.

Ces trois grands paradoxes doivent permettre d’appréhender au mieux la lutte contre le réchauffement climatique dans la production de projets architecturaux urbains.

Le changement climatique et les îlots de chaleur urbain ont un impact propre à chaque ville, ainsi, les installations urbaines mises en place dans la lutte contre le réchauffement climatique sont différentes. C’est pourquoi les auteurs ont choisi de présenter les projets d’adaptation au changement climatique et à l’îlot de chaleur urbain de plusieurs villes afin de montrer une vision plus globale et plus objective de ces phénomènes et des solutions mises et à mettre en place.

Pour réduire l’impact de l’îlot de chaleur urbain des grandes villes, il est possible d’introduire des stratégies visant à renforcer le rôle de la végétation et des toits verts en ville, ainsi qu’à encourager l’utilisation de matériaux dotés d’une capacité d’absorption calorifique moins élevée. Ce sont là les grands axes des stratégies déployées par les municipalités. Il est également impératif d’éveiller les consciences, d’informer et de former les citadins à être plus exigeants et à modifier les comportements pour générer moins de chaleur (réduire leur consommation d’énergie, emprunter des moyens de transport moins polluants, diminuer le recours à la climatisation, …).

Quelques solutions mises en place dans les grandes villes :

  • Renforcement de la place du végétal dans l’espace public:

Barcelone s’est engagée dans deux projets propices à la réduction de l’effet ICU. Il s’agit de réaménager le Passeig de Sant Joan avec des mesures favorisant une meilleure perméabilité du sol, la végétalisation, la réorganisation du mobilier urbain et l’introduction de matériaux à capacité d’absorption calorifique moins importante et à albédo plus élevé. Le deuxième projet est de multiplier les toits végétalisés, grâce à la promotion stratégique d’une mesure gouvernementale.

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  • Valorisation du rôle de l’eau:

A Lyon, des projets de récupération des eaux pluviales sont en cours. A Toulouse, une gestion innovante du cycle de l’eau a pour objectif de limiter les effets de la chaleur.

  • Réaménagement de l’espace urbain (création d’espaces verts, choix de matériaux clairs, orientation des bâtiments, toitures innovantes …) :

Euroméditerranée, lancée en 1995, est une opération de renouvellement urbain et de développement économique majeur qui propose de créer un quartier de 30000 habitants et 20000 emplois sur un secteur fortement impacté par l’activité industrielle depuis le XIXème siècle. Le projet repose sur des principes fondamentaux de l’aménagement durable : approche bioclimatique de l’urbanisme et de l’architecture, mobilité organisée et diversifiée, une production industrielle d’énergie renouvelable et une réduction des consommations.

Des projets de réaménagement de l’espace public sont également en cours à Rome et visent à intensifier dans la zone Tor Sapienza les activités urbaines, la présence de services, d’espaces publics, d’espaces verts et à construire un nouveau réseau de rues et de parcours cyclables et piétonniers.

Le nouveau système des espaces publics est conçu précisément à partir des analyses environnementales, en vue de se conformer au choix de maintenir inaltérés les niveaux de perméabilité des sols et des possibles interactions entre espaces ouverts et zones résidentielles afin d’assurer un maintien de températures modérées en période estivale.

La prise en compte des ICU dans la planification est encore une problématique nouvelle pour la plupart des villes européennes. Cette notion est également peu connue du grand public. Pour l’aborder il faut en premier lieu établir un diagnostic de son ampleur et de son développement dans la ville ainsi que ses causes. Il faut ensuite estimer les risques d’amplification liés à l’évolution de la ville et du climat pour envisager des solutions permettant de le réduire et d’offrir aux populations des moyens d’adaptation.

Contextualisation

Villes et changement climatique, îlots de chaleur urbain a été publié en novembre 2015, à la veille de la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques à Paris (COP 21) et traite de problématiques environnementales encore très actuelles.

Le climat tente de renouer avec une dimension politique, mais la mise en place opérationnelle dans le champ de l’urbain reste difficile. Si, à l’échelle globale, les résultats restent insuffisants vis-à-vis des échéances, il n’en demeure pas moins que des initiatives locales existent. Les agendas 21, les Schémas régionaux du climat, de l’air et de l’énergie (SRCAE), les Plans climat énergie territoriaux, les Schémas régionaux de cohérence écologique et le plan biodiversité ont pour objectif de préparer les villes aux évolutions climatiques en même temps que de fixer des objectifs pour une gestion raisonnée des ressources naturelles comme l’eau, les énergies fossiles, l’alimentation ou encore la biodiversité.

Pour l’heure, les villes ont commencé timidement à s’organiser pour limiter leurs rejets de gaz à effets de serre. La réflexion autour de l’anticipation et de l’adaptation nécessaires au changement climatique se limite souvent à améliorer les incontournables politiques existantes mais reste assez peu avancée lorsqu’on la compare à ce qui se fait dans des villes telles que Copenhague, Helsinki, Oslo ou Rotterdam depuis de nombreuses années.

Définitions

Le changement climatique est la modification des caractéristiques du climat sur une longue période de temps (au minimum plus de 30 ans) et sur une surface étendue (au moins une région).

Les villes « blanches » jouent sur les effets de surface et l’augmentation de l’albédo par réflexion des sols et des toitures.

Les villes « vertes » favorisent l’évapotranspiration des espaces verts, l’agriculture, la végétalisation et l’ombrage dans la ville.

Les villes « bleues » renforcent des points frais en proximité de l’eau et des fleuves et exploitent les pouvoirs de rafraîchissement de l’humidité lorsqu’elle s’évapore.

L’îlot de chaleur urbain est un phénomène représentant des températures plus élevées en milieu urbain qu’en milieu péri‐ urbain et rural.

L’albédo est une valeur physique qui permet de connaître la quantité de lumière solaire incidente réfléchie par une surface. Concernant le climat, cette variable est importante car elle exprime la part de rayonnement solaire qui va être renvoyée par l’atmosphère et la surface terrestre vers l’espace et qui donc ne servira pas à chauffer la planète.
L’albédo est une grandeur sans dimension. Sa valeur s’exprime soit par un pourcentage entre 0% et 100%, qui est donc le pourcentage de lumière réfléchie par rapport à la quantité reçue, soit par un chiffre entre 0 et 1, qui est la fraction de la lumière réfléchie.
Ainsi une surface parfaitement blanche réfléchit toute la lumière et son albédo est de 100%.
A l’inverse, une surface parfaitement noire ne réfléchit aucune lumière, donc absorbe l’intégralité du rayonnement solaire qu’elle reçoit. Son albédo est de 0%.

Sources des définitions :

Analyse

La problématique du réchauffement climatique est unanimement constatée par les scientifiques. Les études menées sur ce thème démontrent que la température à la surface du globe pourrait augmenter de 1.1°C à 6.4°C d’ici à 2100, provoquant des déséquilibres environnementaux graves.

Les échanges au cours des séminaires ont démontré l’importance de développer des approches transdisciplinaires (urbanisme, ingénierie, paysages, sciences sociales et environnement) et multi-acteurs. Une logique d’anticipation doit permettre de travailler collectivement pour une amélioration des méthodes de collaboration entre toutes les parties prenantes : les professionnels, les acteurs des services techniques des villes et les habitants. Enfin, ces séminaires ont dévoilé deux enjeux majeurs : le nécessaire recours à l’expérimentation pour favoriser le passage de la théorie à l’action et la mise en place d’espaces de collaboration entre les acteurs de la ville et le monde de la recherche.

Cette lecture a nourri ma réflexion socio-professionnelle, elle m’a en effet montré l’importance de développer une vision transdisciplinaire afin de trouver des solutions répondant à tous les critères qu’ils soient sociaux, environnementaux, politiques ou économiques. Cet ouvrage insiste également sur la nécessité de faire des études précises et des simulations de phénomènes pour mieux appréhender la mise en action de projets.

Enfin, ce livre souligne, à travers son étude au cas par cas des grandes villes européennes, les particularités de chaque ville et la nécessité d’élaborer différents modèles puisqu’une solution mise en place dans une ville ne fonctionnera pas nécessairement dans une autre.  Cette idée peut trouver des applications dans de multiples domaines. Par conséquent, un bon ingénieur doit être capable de remettre en cause des modèles déjà définis pour les réadapter avec les particularités de son champ d’action.

Références associées

  • Maugard, Regard sur la ville, vers de nouveaux modes de vie
  • Pigeon, Masson, Hidalgo, L’observation du microclimat urbain à la modélisation intégrée de la ville
  • Salat, Labbé, Nowacki, Les villes et les formes, Sur l’urbanisme durable

 

Par Alice Rauch, le 17.04.2018

 

 

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