Comment les acheteurs publics peuvent lutter contre les îlots de chaleur ?

1. Qu’est-ce qu’un îlot de chaleur
2. La RE2020 prend la lutte contre les îlots de chaleurs à bras le corps
3. Les matériaux de construction ont-ils leur importance dans la lutte contre les îlots de chaleur ?
   1. Les façades et le bardage des bâtiments : attention aux fausses bonnes idées
   2. Les toitures jouent-elles un rôle important sur la température intérieure des bâtiments ?
   3. Les matériaux de construction peuvent faire fondre les îlots de chaleur ?
4. Réimplanter la nature dans les villes, une solution durable contre le réchauffement climatique
5. Ces routes qui ont le pouvoir de faire baisser la température des îlots de chaleur
   1. Les routes peintes en blanc : de Los Angeles à Paris
   2. La vie et les routes en bleues au Qatar

Les épisodes de canicules annuelles sont de plus en plus souvent et nous rappel un peu plus que le réchauffement climatique est bel et bien là. Ces canicules sont 4.8 fois plus fréquents qu’au 19^e siècle et sont plus chauds de 1.1°C. Les villes sont les principales impactées par les hautes températures auxquelles nous devons faire face, ces « îlots de chaleur » sont un réel problème pour les habitants.
Cependant, nous sommes aujourd’hui en mesure d’améliorer le confort des citadins grâce à l’émergence des matériaux et nouvelles technologies permettant de rafraîchir ces villes et avancer vers la transition écologique.

1) Qu’est-ce qu’un îlot de chaleur ?

Pour commencer, le terme « îlot de chaleur » a fait son apparition au XXe siècle et désigne le phénomène d’élévation de la température en milieu urbain, par rapport aux zones rurales.
Les villes regroupent plusieurs éléments responsables des températures excessives subies notamment en période de canicule :

 

 

 

 

 

 

 

• • L’artificialisation des sols (le béton et l’asphalte des routes)

• • Les bâtiments hauts type immeubles bloquent les courants d’air permettant de rafraîchir l’atmosphère

En effet, l’accumulation de ces éléments provoque le phénomène dit « d’îlot de chaleur » car les matériaux utilisés en ville emmagasinent l’énergie solaire la journée et la restituent la nuit. La bulle de chaleur commence à se diffuser en fin d’après-midi et dure toute la nuit, période durant laquelle nous sommes habitués à rafraîchir nos organismes.
Ainsi il est possible d’enregistrer des différences de températures pouvant dépasser 10°C entre une zone urbaine et une zone rurale à quelques kilomètres.

En d’autres termes, les élus locaux des métropoles sont face à ce fléau du changement climatique et vont devoir proposer des solutions aux habitants pour réduire l’effet îlot de chaleur.

2) La RE2020 prend la lutte contre les îlots de chaleurs à bras le corps

Les effets du changement climatique sur les bâtiments et notamment les vagues de chaleur qui vont devenir plus fréquentes justifient que la RE2020 souhaite garantir un confort optimal aux occupants de bâtiments neufs. Le seuil maximum imposé aux constructeurs est de 1250 DH (degré-heure), ce qui correspond à une période de 25 jours durant laquelle les logements ne doivent pas aller au-delà de 28°C le jour et 26°C la nuit. Peu importe où la construction s’effectue, ce seuil est le même pour tout le territoire Français.

Désormais les constructeurs sont contraints de proposer plusieurs solutions à leurs clients pour répondre aux seuils de la RE 2020. Outre la protection solaire et la végétalisation des toitures, des systèmes de ventilation sont de plus en plus installés pour permettre de déstocker la nuit grâce à une ventilation nocturne.

Effectivement, RE2020 fait la promotion non-dissimulée du recours aux matériaux biosourcés pour inciter les constructeurs à changer leurs habitudes. Ainsi les systèmes de refroidissement passifs et doux sont mis en valeur, comme :

 

 

 

 

 

 

 

• • Geocooling / Freecooling qui consiste en la récupération de la fraîcheur ou la chaleur des sous-sols par une pompe à chaleur eau/eau ou eau/glycolée, pour diminuer la température d’un bâtiment

• • Le refroidissement (adiabatique) direct lorsque l’air humidifié est pulsé directement dans les pièces ou indirect lorsque l’air pulsé est refroidi par échange avec l’air qui aura été humidifié

• • La surventilation nocturne (par ventilation mécanique) par des grilles d’aérations, bardages et portes à ventelles automatisées. Ainsi ces installations pourront aller chercher l’air frais extérieur la nuit pour rafraîchir l’intérieur du bâtiment.

• • Des brasseurs d’air qui permettent de faire baisser la température ressentie de 2-3°C ou les puits climatiques, qui mettent à profit la fraîcheur du sol en toute circonstance, sont des systèmes que la RE2020 prend en compte et valorise dans le calcul réglementaire conventionnel.

Dans des métropoles denses ou les îlots de chaleur urbains sont fréquents, la RE 2020 pourra avoir des effets très positifs pour améliorer les conditions sanitaires et le confort des habitants.
En effet, pour combattre les vagues de chaleur qui, selon météo France, pourraient doubler dans les prochaines décennies, la RE 2020 impose de nouvelles pratiques quant à la conception des bâtiments pour rendre les villes plus supportables lors des épisodes de canicule.

Outre le fait d’installer des systèmes d’aération ou de climatisation à l’intérieur des bâtiments, les matériaux utilisés lors de la construction peuvent avoir un réel effet sur les îlots de chaleur.

Enfin, si vous souhaitez en savoir davantage sur les impacts de la RE 2020 et comment les acheteurs publics doivent l’intégrer à leurs projets de construction, téléchargez notre livre blanc :

3) Les matériaux de construction ont-ils leur importance dans la lutte contre les îlots de chaleur ?

Les façades et le bardage des bâtiments : attention aux fausses bonnes idées

Pour éviter les émissions de gaz à effet de serre, certains matériaux possèdent de meilleures caractéristiques que ceux utilisés traditionnellement dans le bâtiment.
En effet, certains matériaux sont plus conducteurs de chaleur que d’autres, en effet ils vont davantage chauffer la journée et restituer toute cette chaleur la nuit. C’est le cas de tous les métaux qui sont souvent utilisés pour les toitures ou les bardages qui sont en zinc, en acier ou bien encore en aluminium.

En effet, les métaux chauffent très rapidement et emmagasinent énormément la chaleur notamment durant les canicules. Ce sont ces mêmes métaux qui contribuent grandement (avec les routes en asphalte, goudron et les bâtiments en béton) aux chaleurs nocturnes, empêchant les citadins de se rafraîchir la nuit.

Les toitures jouent-elles un rôle important sur la température intérieure des bâtiments ?

Depuis quelques années en France un phénomène prend de l’ampleur : la repeinte des toitures de grands bâtiments, tels que les supermarchés, entrepôts et usines.
Mais qu’est-ce que ça change de repeindre une toiture ?

Aussi, appelé le « Cool roofing » (traduction : le toit rafraîchissant) est une solution qui se développe de plus en plus pour permettre aux bâtiments de rester aux frais pendant la période estivale et notamment lors des épisodes de canicule.

Effectivement, la peinture possède de nombreux atouts. Tout d’abord sa couleur qui lui permet de réfléchir les rayons solaires plutôt que de les absorber, ce qui permet de réduire drastiquement la chaleur à la surface du toit. Jusqu’à 95% des rayons peuvent être renvoyés.
Les toits blancs sont une réelle solution pour éviter de réchauffer le bâtiment, mais également pour conserver la fraîcheur à l’intérieur en cas de climatisation.

Ainsi, un supermarché peut ainsi économiser jusqu’à 20 000€ en électricité et éviter la sur-climatisation pour atteindre une température intérieure convenable. Plus de 6 tonnes de CO2 peuvent être économisés chaque année par supermarché / entrepôt, ce qui est une plus-value écologique non-négligable.

En effet, pour avoir un impact environnemental optimisé sur cette typologie de travaux, les propriétaires de bâtiment peuvent préférer une peinture blanche écoresponsable à base de matériaux biosourcés locaux (algues, poudre de coquillages, eau en guise de solvant).
Cette intervention peut coûteuse en temps et en énergie peut drastiquement réduire la facture électrique, pour le plus grand bien de notre planète.

Les toitures repeintes des industriels, des grandes surfaces, des hôpitaux, des EHPAD ainsi que des mairies et préfectures peuvent permettre de baisser considérablement la température des îlots de chaleur.

Les matériaux de construction peuvent faire fondre les îlots de chaleur ?

Est-ce que les constructions bois peuvent permettre de soulager les citadins lors des périodes de fortes chaleurs ?

Premièrement, le bois à un avantage non-négligeable : il absorbe et stock de carbone.
À l’inverse des matériaux à grande inertie comme la pierre ou le béton traditionnellement utilisés, le bois réagit instantanément à une impulsion de chaleur.
Ensuite, comme évoqué plus tôt, au même titre que l’asphalte et le goudron, le béton emmagasine de la chaleur la journée et la restitue la nuit, ce qui alimente le phénomène d’îlot de chaleur alors que cette même chaleur se dissipe bien plus rapidement dans le cas du bois. Ainsi les habitants d’une maison en structure bois, souffrent bien moins de la chaleur nocturne.

De plus, de nombreux matériaux plus innovants peuvent venir remplacer les matériaux traditionnels qui augmentent les îlots de chaleur en ville durant les canicules.
La notion de conductivité thermique et d’inertie sont propres à chaque matériau, plus la conductivité est élevée, plus le matériau absorbe la chaleur et la retransmet par la suite.
Comme évoqué dans le paragraphe ci-dessus, la conductivité des matériaux à base de bois sont très faibles :

Matériau	Conductivité en W/mK (Watt par mètre Kelvin)
Polyuréthane	0.022
Fibre de bois	0.04
Fibre de verre	0.04
Laine de roche	0.044
Béton cellulaire	0.09
Panneau OSB	0.12
Bois de sapin	0.15
Plaque de plâtre	0.25
Bois de chêne	0.29
Brique pleine	0.74
Pierre	1.7
Béton plein	1.8
Acier	50
Aluminium	230
Cuivre	380

De toute évidence, le constat est sans appel : les matériaux les plus utilisés traditionnellement dans la construction de bâtiments sont ceux entre 0.74 et 1.8 W/mK soit avec une inertie thermique bien plus élevée que d’autres matériaux tout aussi fiables tels que le béton cellulaire qui possède la note exemplaire de 0.09 W/mK.

De plus, nous pouvons également souligner la conductivité incroyablement élevée des matériaux tels que l’acier, l’aluminium et le fer. Ces derniers sont régulièrement utilisés que ce soit les bâtiments en structure acier ou dans la constitution de bardages paradoxalement censés limiter les rayons du soleil à l’intérieur des bâtiments.

Ainsi, les acheteurs publics vont devoir effectuer de réelle recherche en termes de nouveaux matériaux, pour adapter leurs villes aux nouveaux enjeux climatiques et permettre une meilleure qualité de vie aux habitants.
Également, les architectes et les bureaux d’études devront avoir un devoir de conseil renforcé pour sensibiliser les acheteurs publics aux impacts du réchauffement climatique.

4) Réimplanter la nature dans les villes, une solution durable contre le réchauffement climatique

Outre les bâtiments et les matériaux utilisés pour construire les villes qui réfléchissent les rayonnements plutôt que les emmagasiner, la nature peut être un réel atout dans la lutte contre les îlots de chaleur.

Selon MétéoFrance, la végétalisation aurait pu permettre de gagner 2°C sur la canicule de 2003. Mais attention les végétaux doivent être plantés et irrigués correctement pour apporter tout leur potentiel.

Actuellement, la plupart des végétaux en ville sont plantés dans des carrés de terre, dans les trottoirs qui emmagasinent énormément les rayonnements et sont autant responsables des îlots de chaleur que les routes et les bâtiments.

Autre problème : les caniveaux !
En effet, durant les précipitations, la pluie qui tombe au sol ruissèle sur la pente naturelle des trottoirs et atterrit dans les caniveaux. Les végétaux emprisonnés dans le trottoir ne peuvent donc pas récupérer cette précieuse eau qui part directement dans le tout-à-l’égout.
La faute à l’artificialisation des sols contre laquelle lutte le gouvernement avec son objectif « Zéro artificialisation des sols en 2050 ».
En protégeant les zones courtisées par les promoteurs immobiliers et en préférant le recyclage de l’immobilier urbain, les acheteurs publics vont pouvoir limiter l’extension des villes et en même temps des îlots de chaleur.
À l’horizon 2050 pour qu’un promoteur puisse acheter un terrain, il devra compenser la zone artificialisée par une zone à renaturer.

Prenons le cas de la ville de Paris qui, de son côté, a commencé un chantier de désimperméabilisation des sols en commençant par les cours d’école où traditionnellement les sols étaient recouverts d’asphalte. À l’heure actuelle 760 cours d’école sont en train d’être transformées avec des plantations, du sable et des copeaux de bois. C’est plus de 73 hectares qui seront renaturés au profit des enfants ainsi que des habitants.

Mais pourquoi la végétation est une solution aux îlots de chaleur ?

De toute évidence, la nature possède des avantages indéniables pour lutter contre les périodes de canicules :

 

 

 

 

 

 

 

1. 1. La journée la cime des arbres réfléchit une partie des rayons solaires dans l’atmosphère ce qui préserve les organismes à proximité

1. 1. Les arbres absorbent la moitié de l’énergie solaire ainsi que le CO2 (ce qui produit du sucre nourrir la plante, c’est le principe de photosynthèse)
      Parallèlement le process de la photosynthèse est bénéfique à la fois pour la végétation que pour les habitants étant donné que l’un peut se nourrir tandis que l’autre souffre moins de la chaleur et de la pollution

1. 1. L’idéal et de planter des arbres dans une zone où tout un écosystème a été créé ou recréé, c’est-à-dire que diverses espèces animales et végétales de toute taille se côtoient sur un sol naturel qui n’est pas imperméabilisé. En démultipliant ces zones notamment dans les villes, les habitants pourront bénéficier de l’évapotranspiration.
      Ce phénomène se produit lorsque les arbres aspirent l’eau avec leurs racines pour faire circuler la sève jusque dans les branches. Cette eau une fois acheminée aux feuilles, est transpirée et c’est cette évapotranspiration qui permet de rafraîchir l’air ambiant.

De fait, les espaces verts et la désimperméabilisation des sols sont de réels solutions pour les acheteurs publics de grandes villes. En réimplantant la nature dans les villes c’est un double effet positif qui est dégagé, pour les citadins qui ne souffrent plus de la pollution et des épisodes de canicules, mais également pour la faune et la flore qui reprennent leurs droits.

5) Ces routes qui ont le pouvoir de faire baisser la température des îlots de chaleur

En outre l’intégration de la nature en ville, parfois cela n’est pas suffisant pour palier aux chaleurs générées par l’asphalte, matière dont nos routes sont composées et qui emmagasinent énormément la chaleur en plus de chauffer et atteindre rapidement de hautes températures.

Par ailleurs, tous comme les matériaux de construction, nos routes peuvent ne plus être fabriquées à partir de matériaux traditionnels utilisés depuis des décennies.
L’asphalte n’a plus sa place dans les villes ou dans les régions qui font face à des chaleurs extrêmes. De nouvelles technologies ont émergés et permettent de ne plus subir les routes brûlantes que nous connaissons si bien l’été.

Les routes peintes en blanc : de Los Angeles à Paris

Prenons le cas de la ville de Los Angeles qui est située dans l’un des états américains les plus confrontés au dérèglement climatique. Pour améliorer la qualité de vie de ses habitants, une expérimentation a été réalisée sur plusieurs routes entre 2017 et 2020 : peindre les routes en blanc.
Grâce à un nouveau revêtement qui agit telle une crème solaire sur l’asphalte brûlant, cette peinture composée d’acrylique, de sable et de peinture grise réduit d’un tiers l’absorption de la chaleur.

Ainsi, plus de 200 rues ont été recouvertes de ce procédé technologique qui empêchera ces routes d’atteindre des températures allant jusqu’à 65°C en période caniculaire.
D’après les services de la ville de Los Angeles, les rues concernées pourront bénéficier d’une baisse de 5 à 7°C sur la température de l’air ambiant, comparé aux rues qui ne possèdent pas de routes recouvertes.

Cette étude a également permis de démontrer que la réflectivité plus élevée de ces routes permettait d’économiser l’énergie nécessaire pour éclairer les rues et les stationnements lorsque le soleil commence à se coucher.

Bien qu’approuvée, cette opération a néanmoins coûté 25 000$ (soit environ 21 000€) afin de repeindre en blanc 1 kilomètre de chaussée. Ce nouveau revêtement aurait une durée de vie estimée à 7 ans, au-delà l’opération devrait être renouvelée.

De plus, Los Angeles a pour objectif de recouvrir 400 rues de ce nouveau procédé d’ici les Jeux Olympiques qu’elle accueillera en 2028. À terme, la ville pourra atteindre une baisse de 3°C sur l’air ambiant.

Par ailleurs, la ville de Paris a également commencé la même expérimentation en 2019 et pour une durée de 5 ans dans le 13^e arrondissement où les rues ont été peintes en blanc pour lutter contre les chaleurs extrêmes. Le revêtement utilisé possède également des vertus en termes d’absorption de bruits et atténue le brouhaha de la circulation.

La vie et les routes en bleues au Qatar

Le Qatar a pris le problème du rechauffement climatique à bras le corps ! Dans cette ville où les températures peuvent frôler les 50°C, c’est une question de survis que de lutter contre toutes les sources de chaleur.

En effet, le bitume noir classique absorbe 80 à 95% des rayonnements solaires, un nouvel enrobé bleu développé par une entreprise japonaise a permis à la ville de Doha d’abaisser la température du bitume de 15 à 20°C.
Ce revêtement refroidissant à base de Dioxyde de titane a d’autres atouts non-négligeables :

 

 

 

 

 

 

 

• • Il ralentit les réactions chimiques à l’origine de la pollution

• • Il réduit le frottement des pneus ce qui réduit la consommation de carburant

• • La couleur permet d’améliorer la sécurité des piétons en rendant les voitures plus visibles et en réfléchissant la lumière des lampadaires la nuit.

Pour commencer, ce sont plus de 200m de routes qui ont été reteintes sur l’avenue fréquentée Abdullah Jassim Street et 200m sur une piste cyclable / voie piétonne près du village culturel de Katara.

À la suite de cette expérimentation qui durera 18 mois, si les effets relevés s’avèrent positifs, d’autres routes bleues pourraient voir le jour dans un avenir proche. Néanmoins, les nouvelles technologies ont un coût, cette initiative aura coûté environ 60 euros le mètre carré pour la neige au dioxyde de titane.

En conclusion, mises bout à bout toutes ces solutions et ces nouveaux procédés forment le kit idéal contre les îlots de chaleur. Charge aux acheteurs publics de s’en emparer pour améliorer la qualité de l’air de leurs villes, mais également la qualité de vie des habitants qui pourront réduire leurs consommations énergétiques.
Sans mauvais jeu de mot, l’effet boule de neige des solutions contre les ilots de chaleur sera une véritable avancée contre le réchauffement climatique et les périodes de canicules qui sont de plus en plus fréquentes.