La simulation territoriale, une approche experte dans l'évaluation de l'effet d'îlot de chaleur urbain et de son évolution temporelle, repose sur le calcul minutieux des phénomènes physiques et climatiques locaux. Cette méthodologie est essentielle pour concevoir des scénarios urbains prospectifs et évaluer l'efficacité des politiques d'aménagement face au changement climatique. Des outils issus de la recherche comme le modèle TEB (Town Energy Balance), ainsi que d'autres modèles tels que MESO et NH SURFEX, permettent une analyse détaillée des impacts à différentes échelles, prenant en compte une multitude de paramètres, comme les processus hydrologiques, les effets d'ombrage, le bilan énergétique des bâtiments, ou encore le confort humain. En outre, des simulations plus spécifiques peuvent être envisagées, par exemple avec le modèle Arps-canopy qui se concentre sur l'influence de la végétation sur le comportement thermique d'une zone donnée.
Les simulations permettent d'obtenir des résultats avec une variabilité spatiale et temporelle des valeurs physiques suivantes :
TRIBU, Crédit image Météo France
Sur la base des données de morphologie urbaine ou des zones climatiques locales, la forme urbaine est simplifiée par ses caractéristiques moyennes (rugosité, albédo...) sur des mailles de l’ordre de la centaine de mètre.
Ces données sont couplées à un modèle numérique de l’atmosphère et du climat local. Les épisodes météorologiques modélisés sont choisis avec la collectivité, par exemple : une journée estivale "classique" et une journée caniculaire "extrême".
La simulation est lancée à partir des situations météorologiques de références choisies. Le modèle calcule le bilan énergétique de la ville avec son atmosphère, et prend en compte : le flux radiatif (lié au soleil et l’albédo des surfaces), le flux de chaleur sensible (conduction), le flux de chaleur latente (évaporation de l’eau et des végétaux) et le stockage de chaleur (inertie thermique des matériaux). Les résultats d’évolution de l’effet d'îlot de chaleur urbain (différence de température d’air) et du stress thermique ressenti par les habitants (indice UTCI - Universal Thermal Climate Index) sont produits pour l’épisode météorologique choisi et sur une maille de 100m.
L’étude peut être approfondie en choisissant, avec la collectivité, des scénarios d’adaptation dont elle souhaite évaluer l’impact (végétalisation, modification des matériaux, etc.) Cela nécessite de modifier les données saisies dans le modèle numérique. La comparaison des résultats entre la simulation de référence (étape 2) et la simulation avec scénario d’adaptation permettra d’évaluer directement l’impact et le degré d’efficacité de la stratégie d’adaptation envisagée sur l’effet d'ICU et le stress thermique.
Données météorologiques territorialisées
Données de morphologie urbaine et d’occupation du sol (maillage entre 250 et 100m)
Outils de modélisation numériques issus de la recherche permettant le calcul des échanges énergétiques de la ville et son atmosphère : Town Energy Balance (TEB) et MESO-NH
