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Études de cas

Adaptation au stress thermique à Anvers (Belgique) sur la base d’une cartographie thermique détaillée

Adaptation au stress thermique à Anvers (Belgique) sur la base d’une cartographie thermique détaillée

La ville d’Anvers, afin de mieux comprendre le problème du stress thermique, a chargé l’organisme de recherche VITO de cartographier les températures actuelles et futures et le confort thermique dans la ville. Les résultats de la recherche indiquent que l’île de chaleur urbaine d’Anvers exacerbe l’impact du changement climatique sur la population urbaine, car la quantité de jours de vague de chaleur dans la ville augmente deux fois plus vite que dans les zones rurales. Pour s’attaquer au problème du stress thermique dans la ville, des mesures d’adaptation à trois échelles différentes (à l’échelle de la ville, locales et individuelles) sont proposées. À l’échelle de la ville, l’installation de toits verts est rendue obligatoire pour les bâtiments neufs ou rénovés avec un toit approprié, tout comme les parkings perméables et verts. La réglementation vise également à augmenter l’albédo des bâtiments publics. À l’échelle locale, le confort thermique est amélioré en installant des fontaines et des étangs, en plantant des arbres et en créant des parcs dans des espaces publics rénovés, tout en impliquant les habitants à travers des campagnes de mesure de la science citoyenne. Enfin, un système de prévision et d’alerte thermique spécifique est mis en place afin de minimiser les impacts sur la santé des citoyens.

Description de l'étude de cas

Défis

Dans le cadre du service européen de santé Copernicus, VITO a appliqué son modèle de climat urbain UrbClim pour cartographier la température de l’air et l’étendue de l’îlot de chaleur urbain (UHI) de 100 villes européennes (dont Anvers) avec une résolution horizontale de 100 m. Dans le cas d’Anvers, les résultats révèlent la présence d’un îlot de chaleur urbain, avec une moyenne annuelle de 2 °C dans le centre de la ville, qui peut atteindre jusqu’à 9 °C pendant les soirées et les nuits d’été. En raison de l’UHI, Anvers a connu en 2008-2017 deux fois plus de jours de vague de chaleur (définis comme jours avec une température maximale supérieure à 30 °C et une température minimale supérieure à 18 °C) que les environs ruraux, exposant les résidents urbains à des niveaux beaucoup plus élevés de stress thermique par rapport aux personnes vivant dans les zones rurales voisines.

L’analyse des projections climatiques futures (faites dans le cadre des projets RAMSES du 7e PC et H2020 Climate- fit.city) suggère que le nombre de jours de vague de chaleur à Anvers devrait augmenter d’un facteur de près de dix vers la fin du siècle dans le cadre du scénario RCP8.5. En l’absence de changements éventuels dans l’utilisation des sols, l’intensité des îlots de chaleur urbains devrait rester plus ou moins au même niveau, ce qui augmentera le stress thermique dans les zones urbaines en plus de l’effet du changement climatique.

Objectifs

Motivée par les résultats de la recherche, la ville d’Anvers a décidé de mettre en œuvre des mesures d’adaptation pour s’attaquer au problème du stress thermique dans la ville. Les objectifs de l’ensemble de mesures défini sont les suivants: (I) réduire autant que possible le stress thermique local grâce à des changements dans l’environnement bâti, ii) informer les citoyens du problème, iii) les engager par le biais de campagnes scientifiques citoyennes et iv) réduire au minimum les incidences sur la santé grâce à un système de prévision et d’alerte thermiques, ciblant les groupes vulnérables.

Solutions

Pour obtenir des résultats optimaux, les mesures d’adaptation sont mises en œuvre simultanément sur trois échelles: 1) à l’échelle de la ville, 2) à l’échelle locale et 3) à la personne individuelle. La mise en œuvre des mesures d’adaptation décrites ici vient de commencer ou a été planifiée. La mise en œuvre intégrale et les résultats à l’échelle de la ville prendront beaucoup de temps et ne devraient être achevés que d’ici 2030.

À l’échelle de la ville

La construction de bâtiments dans la ville d’Anvers est régie par un code du bâtiment, que tous les habitants et les promoteurs doivent respecter lors de la rénovation ou de la construction d’un bâtiment. Dans ce code, des instructions spécifiques ont été ajoutées (9/10/2014) pour aider à réduire le stress thermique dans la ville au fil du temps:

  • Pour tous les toits neufs ou rénovés avec une pente inférieure à 15 % et une surface de plus de 20 m², il est obligatoire d’installer un toit vert sur le dessus. Cela abaisse considérablement la température du toit et refroidit la température de l’air en conservant et en évapo-transpirant l’eau de pluie. En outre, les toits verts offrent une isolation thermique supplémentaire pour le bâtiment, ce qui réduit le besoin de chauffage et de refroidissement.
  • Tous les nouveaux jardins privés installés et les parkings ouverts doivent être verts et perméables. Seulement 20 m² peuvent être pavés dans les jardins & 60m² et seulement 1/3 dans les jardins > 60 m². Tous les parkings privés extérieurs doivent avoir une surface herbeuse perméable.
  • La majorité des bâtiments du centre-ville ont des façades en plâtre historiques. Une fois rénovés, ces façades doivent être peintes à la lumière d’origine, de préférence de couleur blanche. Les bâtiments blancs reflètent plus de lumière du soleil et ne se réchaufferont pas aussi facilement que les bâtiments sombres, réduisant ainsi le rayonnement thermique de ces bâtiments.

Échelle locale

Régulièrement, de grandes places, des parcs et des quartiers de la ville sont rénovés. Au cours de la phase de planification, l’administration municipale a inclus l’optimisation de la situation de confort thermique comme un nouveau facteur à prendre en compte. Pour permettre des actions de ciblage, des informations détaillées sont nécessaires sur le microclimat local. Conseillée par VITO, la ville d’Anvers a décidé d’utiliser l’indicateur WBGT (Wet Bulb Globe Temperature) pour évaluer et optimiser l’impact du stress thermique des plans de rénovation. Le WBGT, contrairement à de simples mesures de température, prend en compte la charge de rayonnement (à la fois les ondes courtes et les ondes longues), l’humidité et la vitesse du vent, qui influencent tous le confort thermique humain. Plusieurs études de modélisation détaillées (1 m de résolution) ont été réalisées par VITO afin de quantifier les valeurs locales de WBGT et d’évaluer l’impact potentiel des mesures d’adaptation prévues. Cela a conduit à l’inclusion de mesures d’infrastructure verte-bleue (arbres, surfaces perméables, étangs d’eau, fontaines, par exemple) dans les plans de rénovation.

La modélisation a été complétée par une campagne de mesure de la science citoyenne au cours de l’été 2018 dans le cadre du projet H2020 Ground Truth 2.0. Une vingtaine de résidents du quartier de Sint-Andries ont participé à la mesure de la TGTB dans divers types d’endroits. Outre la validation des résultats du modèle, cette campagne a sensibilisé le public au problème du stress thermique et a stimulé une discussion sur les mesures d’adaptation possibles.

Échelle individuelle

En Belgique, des «plans d’action pour la santé de la chaleur» sont déclenchés sur la base des prévisions de température en milieu rural. Cela conduit à une sous-estimation du stress thermique dans des villes comme Anvers, où un effet considérable d’îlot de chaleur urbain provoque deux fois plus de vagues de chaleur dans les zones urbaines que dans les zones rurales. Afin de fournir des prévisions de stress thermique plus précises pour Anvers, un système de prévision thermique à court terme (5 jours), basé sur une combinaison du modèle européen régulier de prévision par ECMWF et du modèle UrbClim, a été mis en place par VITO. Le système fournit une prévision pour chaque quartier d’Anvers, en tenant compte de l’effet des îlots de chaleur urbains. Cela permet un déploiement efficace des ressources d’aide, ciblant principalement les personnes âgées et les enfants vulnérables, vers les endroits où ils sont le plus nécessaires. En outre, la ville d’Anvers a mis au point une plateforme web pour émettre des avertissements sur les vagues de chaleur aux travailleurs de la santé et aux autres parties prenantes concernées, y compris des conseils sur les mesures à prendre en cas de vague de chaleur. Le système est actif pendant les mois chauds de l’année en Belgique (avril-septembre) et est géré par l’administration municipale.

Pertinence

Cas développé et mis en œuvre en tant que mesure d’adaptation au changement climatique.

Détails supplémentaires

Participation des parties prenantes

Une approche co-créative a été lancée entre l’administration municipale et les entreprises impliquées (VITO, UNESCO IHE, Antwerp Smart Zone) pour mettre en place et tester l’alarme de prévision de chaleur et la plateforme web. Plusieurs ateliers à l’intention des citoyens ont été organisés au cours desquels l’administration municipale et les chercheurs ont introduit le problème du stress thermique et les mesures d’adaptation possibles ont été discutées. Les citoyens participants ont participé à l’évaluation et à l’essai des premiers prototypes de l’alarme de prévision de chaleur et de la plate-forme Web. En outre, les citoyens ont cartographié le stress thermique et les endroits frais dans l’un des quartiers de la ville, tout en élaborant des stratégies pour améliorer le confort thermique dans leur quartier en mettant l’accent sur la population vulnérable.

Facteurs de réussite et facteurs limitants

Le principal succès de la recherche sur le stress thermique et le changement climatique à Anvers a été de sensibiliser à ce sujet au niveau politique, en générant la volonté politique (et le financement) de s’attaquer à ce problème. En outre, cette recherche a abouti à l’adaptation du code du bâtiment d’Anvers et alimente le plan d’Anvers pour le climat 2030 — un plan d’atténuation et d’adaptation au changement climatique dans le cadre de la Convention des maires actuellement en cours d’élaboration.

La communication apparaît comme un enjeu clé dans la collaboration entre les chercheurs et les praticiens de la ville. Il s’agit de la communication entre les différents partenaires (par exemple pour convenir des objectifs du projet), de la communication entre les différents services municipaux concernés et des formes appropriées de communication entre les responsables municipaux ou les scientifiques et les citoyens.

Les chercheurs ont également rencontré des problèmes techniques car l’utilisation des données en temps réel n’était pas encore entièrement intégrée dans l’infrastructure informatique de la ville.

Coûts et bénéfices

La recherche sur le stress thermique et le changement climatique a été principalement financée par des projets européens (FP7 RAMSES et NACLIM, H2020 Climate-fit.city et Ground Truth 2.0), qui ont également couvert une partie des coûts en nature pour la ville d’Anvers. Une seule étude spécifique de mesure et de modélisation du stress thermique a été financée par la ville d’Anvers elle-même et a coûté environ 70 000 EUR.

La mise en œuvre de mesures d’adaptation à l’échelle de la ville et à l’échelle locale (toits verts, arbres, surfaces non pavées, étangs, fontaines, etc.) est en cours, mais la plupart du temps encore en phase de planification, il est donc difficile de quantifier les coûts directs et les avantages.

Outre les coûts en nature pour la ville d’Anvers, le système de prévision de chaleur et d’alerte avait un coût de développement d’environ 20 000 EUR et un coût d’entretien annuel d’environ 10 000 EUR.

Les avantages connexes comprennent l’amélioration de la communication et de la collaboration entre les services municipaux, l’augmentation du stress thermique et de la sensibilisation aux changements climatiques des politiciens et des citoyens, l’intégration des mesures d’adaptation au stress thermique dans l’urbanisme (qui ont également des effets bénéfiques sur la santé, la biodiversité, les inondations, la sécheresse, etc.).

La recherche sur le stress thermique et l’adaptation au climat a conduit à des changements concrets dans le code du bâtiment d’Anvers, qui réglemente la construction des bâtiments à Anvers. Il alimente également le plan d’Anvers pour le climat 2030, un plan d’atténuation et d’adaptation au changement climatique dans le cadre de la Convention des maires actuellement en cours d’élaboration.

Temps de mise en œuvre

La recherche sur le stress thermique et le changement climatique pour la ville d’Anvers a débuté en 2013 et est toujours en cours. Plusieurs composants (p. ex. cartes du stress thermique, campagnes de mesure) ont été réalisés dans des fenêtres de temps dédiées, généralement de quelques mois à un an.

La mise en œuvre de mesures d’adaptation à l’échelle locale s’avère être un processus lent, et les réalisations concrètes à l’échelle de la ville doivent encore se concrétiser. La mise en œuvre intégrale et les résultats à l’échelle de la ville ne devraient être achevés que d’ici 2030.

Le système de prévision thermique et la plateforme web ont été développés et mis en place en moins d’un an.

Durée de vie

Les mesures décrites ci-dessus (modifications du code du bâtiment, mesures d’adaptation au stress thermique, prévision du stress thermique) sont censées être intégrées à long terme dans les opérations de la ville et n’ont pas de plage de temps ou de durée de vie spécifiée.

Informations de référence

Contacter

Dirk Lauwaet
VITO
Boeretang 200, 2400 Mol, Belgium
E-mail: dirk.lauwaet@vito.be 

Griet Lambrechts
Stad Antwerpen
Francis Wellesplein 1, 2018 Antwerpen, Belgium
E-mail: griet.lambrechts@antwerpen.be 

Sites Internet
Référence

H2020 Ground Truth 2.0 and H2020 Climate-fit.city projects

Publié dans Climate-ADAPT Nov 22 2022   -   Dernière modification dans Climate-ADAPT Apr 04 2024


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