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Posté par Adrien le Mardi 13/03/2018 à 00:00
Pourquoi fait-il si chaud la nuit dans certaines villes ?
Il fait plus chaud en ville qu'à la campagne ou qu'en proche banlieue, notamment la nuit. Mais ce phénomène est variable selon les villes, où il peut faire plus ou moins chaud. Des chercheurs de l'unité mixte internationale MSE (CNRS/MIT) et du Centre interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) des nanosciences de Marseille (CNRS/Aix-Marseille université) ont montré que l'organisation (Une organisation est) des villes est à l'origine de ce phénomène: plus une ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les habitations doivent être à moins de 200 m chacune, par opposition aux...) est organisée, comme la plupart des villes nord-américaines avec des rues très droites et perpendiculaires, plus elle piège la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !). A l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y =...), plus une ville est désorganisée, comme certains coeurs de villes historiques, plus la chaleur s'évacue facilement. Ces résultats, publiés le 9 mars 2018 dans Physical Review Letters, ouvrent de nouvelles pistes pour un urbanisme (L’urbanisme est à la fois un champ disciplinaire et un champ professionnel recouvrant l'étude du phénomène urbain, l'action d'urbanisation et...) et une gestion de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) optimisés.

Les îlots de chaleur urbains (ICU) résultent de l'augmentation de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il...) dans les villes, par rapport à celle des zones rurales et péri-urbaines. Aux États-Unis, ce phénomène concerne plus de 80 % de la population vivant dans les zones urbaines. Ces îlots peuvent impliquer, au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un...) des agglomérations, un accroissement de la demande énergétique (pour la climatisation (La climatisation est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques (température, humidité, niveau de poussières, etc.) d’un local pour des raisons...) par exemple), de la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que...) de l'air, et la détérioration du confort de vie (La vie est le nom donné :) et de la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.). Des stratégies de réduction de ces îlots de chaleurs ont été mises en place dans certaines villes, comme l'implantation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :) d'espaces verts, mais les impacts environnementaux et économiques de ces îlots, à une échelle nationale ou même régionale, restent à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le...) peu quantifiés.

Des chercheurs ont donc étudié certains paramètres majeurs de l'élévation de la température, comme l'inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (se déplaçant sur une...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des...) des bâtiments et leur capacité à rayonner pendant la nuit l'énergie absorbée durant la journée. Ils ont pour cela utilisé les températures enregistrées en ville ou à la campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés habités, elle s'oppose aux concepts de ville,...) sur plusieurs années ainsi que des informations sur les empreintes spatiales des constructions urbaines, combinées à un modèle de dissipation de la chaleur. Cette approche a permis de démontrer, pour la cinquantaine de villes étudiées, comme New York (New York , en anglais New York City (officiellement, City of New York) pour la distinguer de l’État de New York, est la principale ville des États-Unis, elle compte a elle seule 8 143 200 habitants. Son...), Chicago (Chicago est une mégapole des États-Unis, située dans la partie nord du Middle West, à 1 280 kilomètres à l'ouest de New York et à plus de 3 200 kilomètres au nord-est de Los Angeles. C'est...) et Boston, que les effets des îlots de chaleurs nocturnes varient selon la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le...) du tissu urbain. Les bâtiments peuvent en effet s'échanger de l'énergie, plus ou moins facilement selon leur degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) d'organisation spatiale. Les chercheurs ont mesuré ce paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.) grâce à des outils de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) qui permettent de réduire la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri...) de la ville à une description statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le résultat de l'application d'une méthode statistique à un ensemble de données. Dans...), c'est-à-dire à des "lots" de bâtiments pertinents. Ils ont montré ainsi que plus une ville est organisée, comme la plupart des villes nord-américaines, plus l'effet des îlots de chaleur urbains (ICU) est important et plus la chaleur reste piégée, et inversement pour les villes "désorganisées".

Dans les pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de...) aux climats chauds ou tempérés, l'effet "ICU" augmente significativement la facture énergétique. En revanche, pour des régions aux climats froids, il peut potentiellement permettre de réduire la demande énergétique. De fait, au regard des prévisions de croissance urbaine, il devient possible d'identifier les pays qui ont la plus grande opportunité d'utiliser les "ICU" et d'aider ainsi les décideurs à optimiser la demande en énergie des bâtiments et à réduire par la suite leur empreinte carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) aux échelles des villes, mais aussi des régions, voire des États.

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Source: CNRS