Approches physiques de création d'îlots de fraicheur urbains : application à des cours d'écoles Parisiennes
Urban cooling islands as a heat mitigation strategy : a case study in Parisian schoolyards
par Ghid KARAM sous la direction de Laurent ROYON
Thèse de doctorat en Physique
ED 564 Physique en Île-de-France

Soutenue le jeudi 01 juin 2023 à Université Paris Cité

Sujets
  • Changements climatiques -- Adaptation
  • Îlot thermique urbain
  • Paris (France)
  • Troubles dus à la chaleur
  • Végétalisation

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Mots clés
Adaptation au changement climatique, Rafraichissement urbain, Évaluation microclimatiques, Ilot de chaleur urbain, Stress thermique, Materiaux, Sig
Resumé
Le dérèglement climatique sera à l'origine de vagues de chaleur plus fréquentes, plus intenses et de plus longues durée à l'horizon 2050. Ces épisodes caniculaires sont amplifiés par les phénomènes d'îlots de chaleur urbains ( ICU) qui sont liés à différents paramètres de la ville: végétation, albédo et imperméabilité des matériaux, densité et morphologie. Dans le cadre de sa Stratégie de Résilience et du Plan Climat adoptés en 2017, la Ville de Paris met en place de stratégies de rafraichissent qui visent a diminuer les conséquences sanitaires des évènements extrêmes, renforcer le lien social, et atteindre les objectifs de sobriété énergétique. Le programme Oasis vise a créer un maillage d'îlots de fraîcheur à partir de la transformation des cours d'écoles parisiennes en espaces débitumés et végétalisés. Le programme prévoit d'avoir transformé l'ensemble du parc scolaire parisien à l'horizon 2050. Dans le cadre du projet FEDER UIA OASIS porté par la Ville de paris, 10 cours pilotes font l'objet d'un suivi scientifique interdisciplinaire visant à informer la suite du programme. Cette thèse porte sur l'évaluation thermique et microclimatique des 10 cours pilotes, en particulier en termes d'amélioration du stress thermique des enfants et de lutte contre l'îlot de chaleur urbain. Pour cela, différentes approches et échelles d'analyse sont mobilisées croisant notamment outils d'aide à la décision ou à la conception à l'échelle d'une cour, mesures microclimatiques fixes et mobiles in situ ainsi qu'expérimentations en laboratoire de caractérisation de revêtements. A l'échelle du laboratoire, le comportement thermique des structures de revêtement des cours d'écoles est caractérisé dans des conditions similaires à celles d'une vague de chaleur parisienne. les résultats obtenus permettent d'éclairer et de discuter les choix de revêtements effectués au sein des cours OASIS au regard de l'objectif de réduction du stress thermique et d'atténuation d'ICU. A l'échelle du terrain, un réseau de mesure de 19 stations météorologiques est déployé dans Paris intra-muros pour l'évaluation de l'impact microclimatique des transformations des cours observées en 2019 ( avant travaux ) et 2022 (après travaux) . Une méthode d'analyse statistique est utilisée pour déterminer les effets microclimatiques de la transformation de chaque cour pilote. Un prétraitement est proposé pour améliorer la qualité des analyses microclimatiques lorsqu'il y a des variations d'ensoleillement significatives au cours de la période de mesure. En complément, un protocole de mesures mobiles couplé aux mesures fixes est appliqué aux dix cours pilotes visant à mettre en évidence les variations spatiales du stress thermique des usagers pouvant exister au sein d'une même cour. La méthodologie tient compte des variations météorologiques à différents horizons temporels. Outre les mesures expérimentales, un diagnostic préliminaire est réalisé en amont de la sélection des cours pilotes visant à identifier les cours parisiennes les plus minérales et exposées aux apports solaires directs. Par la suite, cette analyse est affinée comme indicateur de l'accumulation de chaleur par les cours par temps anticyclonique, appelé indicateur de potentiel de rafraîchissement. Il est utilisé pour l'aide à la conception , afin d'optimiser les projets de transformation des cours. Cet indicateur peut etre croisé avec des données socio-économiques dans le cadre d'analyses de vulnérabilité à la chaleur. Ces différentes approches d'évaluation sont comparées et discutées. Les données obtenues par le réseau de stations OASIS a permis de créer une base de données météorologiques couvrant plus de 3 années qui pourront nourrir de futures études microclimatiques tout aussi bien expérimentales que numériques.