Stuttgart: lutter contre l’effet d’îlot thermique et la mauvaise qualité de l’air avec des couloirs de ventilation et des infrastructures vertes et bleues
L’emplacement de Stuttgart dans un bassin de la vallée, son climat doux, ses faibles vitesses de vent, son activité industrielle et son volume élevé de trafic ont rendu la ville très sensible à la mauvaise qualité de l’air. Le développement sur les pentes de la vallée a empêché l’air de se déplacer à travers la ville, aggravant la qualité de l’air et contribuant à l’effet de l’îlot de chaleur urbain. Un Atlas climatique a été développé pour la région de Stuttgart, présentant la répartition des flux de température et d’air froid en fonction de la topographie et de l’utilisation des terres de la ville. Sur la base de ces informations, un certain nombre de règlements de planification et de zonage ont été recommandés qui visent également à préserver et à accroître les espaces ouverts dans les zones densément construites. En conséquence, plus de 39 % de la superficie de Stuttgart est protégée, les espaces verts (forêts urbaines, arbres dans les parcs et dans les rues) ont été agrandis et les couloirs de ventilation ont été préservés de l’expansion urbaine. Afin d’améliorer encore la résilience aux étés plus chauds et aux vagues de chaleur plus fréquentes, d’autres mesures d’adaptation ont été et sont actuellement mises en œuvre dans la ville, notamment des toits verts, le verdissement des voies de tramway et des bâtiments, l’ombrage des façades des bâtiments à travers les arbres de rue et la modernisation d’espaces publics plus petits en «points frais». Les infrastructures bleues, telles que les fontaines à boire et d’autres éléments d’eau, sont également en cours d’amélioration. Toutes ces mesures d’adaptation contribuent à réduire l’effet de l’îlot de chaleur qui augmentera encore en raison des étés plus chauds et des vagues de chaleur plus fréquentes et intensives. Les couloirs de ventilation et les espaces verts élargis contribuent également à améliorer la qualité de l’air urbain, respectivement en dispersant et en réduisant les polluants atmosphériques.
Description de l'étude de cas
Défis
L’emplacement de la ville a une influence importante sur son climat local, y compris ses implications sur la température de l’air, l’humidité, les précipitations et le vent. Stuttgart se trouve dans le vaste bassin de Neckar formé par deux vallées fluviales, protégés par des pentes abruptes de collines. Le centre de Stuttgart est situé à environ 240 m au-dessus du niveau de la mer (a.s.l.), tandis que les collines environnantes s’élèvent à 500 m d’altitude.
Stuttgart bénéficie d’un climat tempéré doux avec des étés chauds. Les vitesses du vent dans toute la ville sont généralement faibles, ce qui, avec l’effet d’îlot de chaleur urbain, contribue à la mauvaise qualité de l’air. Une étude réalisée en 2016 en collaboration avec le service météorologique allemand montre que le nombre de jours d’exposition à la chaleur (température maximale quotidienne supérieure à 32 °C) dans le centre-ville de Stuttgart doublera de 1971 à 2031-2060. Selon la même étude, les projections climatiques suggèrent également que le nombre de jours de stress thermique (lorsque la thermorégulation des gens est altérée) augmentera considérablement jusqu’en 2050 en raison de vagues de chaleur plus fréquentes: la zone bâtie de Stuttgarter Kessel et du Neckartal, toutes deux faisant partie de la ville de Stuttgart, pourrait connaître plus de 60 jours de stress thermique d’ici 2050. Jusqu’à la fin du siècle, le nombre de jours de stress thermique augmentera encore.
Objectifs
L’un des principaux objectifs de la région de Stuttgart est de faciliter les échanges d’air dans la ville, améliorant ainsi le potentiel de flux d’air frais des collines vers les zones urbaines du fond de la vallée. La ville vise également à protéger les espaces naturels urbains, à accroître l’extension de la verdure et à promouvoir la mise en place d’infrastructures vertes et bleues. Ensemble, ces stratégies visent à améliorer l’adaptation de Stuttgart à l’été plus chaud et aux vagues de chaleur plus fréquentes dues au changement climatique.
Options d'adaptation mises en oeuvre dans ce cas
Solutions
L’Atlas climatique de la région de Stuttgart a été publié en 2008, sur la base des travaux antérieurs réalisés dans ce domaine par la ville de Stuttgart depuis les années 1980 et par le département de climatologie urbaine interne (existant dans la ville de Stuttgart depuis 1938). Dans le cadre d’un projet de recherche sur les «stratégies intégratives d’adaptation urbaine-régionale» menée par le Ministère fédéral de l’éducation et de la recherche (BMBF), l’atlas climatique est en cours de mise à jour et son contenu est en cours de développement en un outil d’information et de conseil urbain-régional en ligne.
L’Atlas climatique fournit des évaluations climatiques normalisées pour les villes et municipalités de la région de Stuttgart. L’Atlas comprend des cartes qui montrent les tendances des vents régionaux, les flux d’air froid, les concentrations de pollution atmosphérique et d’autres informations pertinentes nécessaires pour informer les planificateurs sur la façon d’améliorer les conditions climatiques qui pourraient éclairer de nouveaux projets et rénovations. L’Atlas classe les zones urbaines en fonction du rôle qu’elles jouent dans l’échange d’air et le flux d’air frais dans la région de Stuttgart, ainsi que de leur topographie, de leur densité de développement et de leur caractère, et de la fourniture d’espaces verts. L’Atlas distingue ainsi huit catégories de domaines et, pour chacun d’eux, différentes mesures et recommandations de planification sont fournies.
En plus de répondre aux caractéristiques climatiques locales, les principes suivants constituent la base des recommandations de planification figurant dans le «Climate Booklet for Urban Development Online — Städtebauliche Klimafibel Online»:
- La végétation devrait être placée pour entourer les développements et des espaces verts plus grands et reliés devraient être créés ou entretenus dans toutes les zones développées afin de faciliter les échanges d’air;
- Les vallées servent de corridors de distribution d’air et ne devraient pas être aménagées;
- Les coteaux devraient rester non aménagés, en particulier lorsque le développement existe dans les vallées, étant donné que les transports aériens froids et frais y sont intensifs;
- Les topographies en forme de selle servent de couloirs d’induction d’air et ne doivent pas être développées;
- Il convient d’éviter l’étalement urbain;
- Tous les arbres poussant dans le noyau urbain avec une circonférence du tronc de plus de 80 cm à une hauteur de 1 m sont protégés par un ordre de préservation des arbres.
La mise en œuvre des recommandations figurant dans l’Atlas du climat et dans le livret sur le climat est réalisée par l’Office de l’urbanisme et du renouveau urbain, appuyé par l’Office de la protection de l’environnement. La section de climatologie urbaine au sein de l’Office de protection de l’environnement évalue les implications climatiques du développement prévu et des bâtiments plus grands. Grâce à la mise en œuvre de ces recommandations, plus de 39 % de la surface de Stuttgart a été protégée pour préserver les éléments naturels. En outre, la verdure couvre plus de 60 % de la ville. Stuttgart contient 5 000 hectares de forêts et de forêts, 65 000 arbres dans des parcs et des espaces ouverts et 35 000 arbres de rue. Plus de 300 000 mètres carrés de toits ont été verdoyés et 63 kilomètres de pistes de tramway sur 273 (en 2019) ont été plantés d’herbes oligotrophes. En outre, conformément à la vision du développement urbain, 60 hectares de terrains verts précédemment réservés au développement ont été coupés du plan d’aménagement du territoire de 2010 pour protéger les espaces verts existants. Des interventions ciblées telles qu’une interdiction de construire dans les collines autour de la ville et la prévention de projets de construction susceptibles d’entraver l’effet de ventilation des flux nocturnes d’air froid ont permis de préserver et d’améliorer les échanges d’air et les flux d’air frais dans la ville.
Afin d’améliorer encore la capacité d’adaptation de Stuttgart à des étés plus chauds, l’infrastructure verte de la ville est actuellement élargie dans le cadre d’un train de mesures de protection du climat, notamment: verdissement des bâtiments, ombrage des voies de circulation (p. ex. sentiers pédestres et pistes cyclables), ombrage des façades des bâtiments à travers les arbres de rue et modernisation des espaces publics plus petits en «points frais» (zones équipées d’eau potable, fontaines à eau, pulvérisateurs d’eau et ombrages). En outre, la ville met en œuvre un programme visant à améliorer les infrastructures bleues urbaines, notamment par le biais de fontaines potables et d’autres éléments d’eau. Les surfaces d’eau et l’eau mobile contribuent à réduire les charges thermiques par évaporation. Le projet «Stratégies intégrées pour renforcer les infrastructures urbaines bleu-vert» (INTERESS-I) a mis en œuvre un projet pilote visant à tester les éléments constitutifs d’infrastructures bleu-vert efficaces et résilients pour le climat. L’objectif principal est d’élaborer une stratégie intégrée pour l’optimisation des structures vertes, de l’eau, des établissements et des bâtiments, sur la base de la disponibilité de l’eau et de la qualité de l’eau et en tenant compte de la résilience climatique, de la justice sociale et des besoins en matière de qualité de vie.
Pertinence
Cas principalement développé et mis en œuvre en raison d’autres objectifs politiques, mais avec une prise en compte significative des aspects d’adaptation au changement climatique
Détails supplémentaires
Participation des parties prenantes
L’Atlas climatique 2008 a été développé en étroite collaboration entre la Verband Region Stuttgart (association des villes et municipalités régionales) et la Ville de Stuttgart. La section de climatologie urbaine au sein de l’Office de protection de l’environnement de la ville de Stuttgart a contribué avec ses connaissances spécialisées.
La ville de Stuttgart souligne l’importance de la participation du public aux stratégies de verdissement visant à améliorer la qualité de l’air et à atténuer l’effet des îlots de chaleur. Ceci est réalisé grâce à différentes stratégies, par exemple:
- Depuis 1986, la ville de Stuttgart apporte un soutien financier aux citoyens pour les toits verts, faisant remarquer que dans les zones de vallée fortement surchauffées et mal ventilées, le potentiel des toits verts devrait être utilisé le plus largement possible. En 2016, un programme municipal d’écologisation (verdissement de la cour, du toit et de la façade) a été repris afin d’accélérer les mesures d’écologisation dans les bâtiments existants.
- Depuis 1992, un projet a été mis en place pour permettre aux résidents de Stuttgart d’adopter un arbre ou un espace vert. Aujourd’hui, les gardiens ont adopté plus de 900 arbres. Ils sont responsables de l’arrosage de l’arbre, de signaler les attaques de ravageurs, d’enlever la litière de feuilles et les branches tombées, et de protéger l’arbre contre l’encrassement des chiens.
Enfin, il est utile de noter que l’adaptation au changement climatique et l’atténuation de ses effets sont toutes deux des priorités politiques. La ville dispose d’une stratégie d’atténuation du changement climatique depuis 1997 et une stratégie d’adaptation au changement climatique a été élaborée en 2012. Un groupe de travail accompagne la mise en œuvre des mesures d’atténuation et d’adaptation.
Facteurs de réussite et facteurs limitants
Les facteurs suivants qui ont contribué positivement à l’initiative d’adaptation de Stuttgart sont soulignés:
- La compilation d’informations détaillées sur la topographie, le climat et l’utilisation des sols de la région permet une planification précise pour différentes zones, qui visent ensemble à améliorer la qualité de l’air et à atténuer l’effet des îlots de chaleur urbains.
- L’affaire démontre les avantages pour une municipalité d’avoir une capacité interne de recherche climatique pour fournir une connaissance concrète des conditions et des remèdes locaux, plutôt que de s’appuyer sur une compréhension tirée de principes généraux. Cumulativement, pendant plusieurs décennies, la ville a utilisé ses pouvoirs de planification et d’aménagement paysager pour concevoir tout un système de circulation aérienne urbaine.
- L’utilisation constructive de la réglementation existante (par exemple, le code allemand du bâtiment) prévoit un mandat pour la mise en œuvre des recommandations de planification relatives au climat local.
- Une collaboration étroite entre l’Office de la protection de l’environnement (analyse de l’information, formulation de recommandations) et l’équipe de planification et de renouvellement de la ville signifie que les solutions d’infrastructure verte recommandées sont mises en œuvre par l’aménagement du territoire et le contrôle du développement.
- Dans certaines zones de la ville, la disponibilité de plans-cadres faisant clairement référence à l’adaptation au changement climatique a favorisé la mise en œuvre de mesures spécifiques. C’est par exemple le cas du plan-cadre de Talgrund (Stuttgart-Ouest), dans le cadre duquel l’adaptation est abordée par le verdissement et des mesures structurelles visant à préserver les flux d’air froid nocturne.
Coûts et bénéfices
Il n’existe pas d’estimation globale des coûts de l’ensemble des mesures mises en œuvre. Des détails sont disponibles pour certaines interventions, également pertinentes pour l’adaptation. Depuis 2016, la Ville de Stuttgart a fourni environ 2 millions d’euros par an dans le cadre d’un programme de financement vert, toujours actif. En outre, 12,7 millions d’euros ont été alloués de manière ponctuelle pour la rénovation des parcs urbains. En outre:
- La préservation des vignobles du centre-ville et des pentes abruptes (assurer la ventilation) est soutenue par un budget d’environ 850 000 EUR par an sur 4 ans (2018-2021).
- Le financement de l’écologisation des bâtiments privés (par exemple pour la façade, les cours et les toits) a atteint jusqu’à présent 1,5 million d’euros.
- Il existe de nombreux projets individuels pertinents pour l’adaptation dans le cadre du budget actuel pour le bureau du jardin, de la forêt et du cimetière.
En outre, dans le cadre du paquet climat (un budget supplémentaire de 200 millions d’euros pour la période 2020-2023 comprenant des mesures d’adaptation au changement climatique), 20 millions d’euros seront mis à disposition pour des arbres, des haies et des forêts supplémentaires afin d’améliorer l’adaptation au changement climatique ainsi que pour mettre en œuvre ultérieurement des façades, des cours ou des toits verts.
Dans les zones urbaines, c’est surtout la charge thermique élevée en été qui entraîne un stress thermique sur le corps humain et a des effets négatifs sur le confort thermique. Il est particulièrement prononcé pendant la journée en raison d’un rayonnement solaire intense. En cas de vagues de chaleur, c’est-à-dire pendant des jours consécutifs avec un stress thermique élevé, le refroidissement nocturne n’atteint souvent pas l’étendue nécessaire pour un sommeil réparateur. Des espaces verts urbains étendus et adéquats — y compris au niveau du bâtiment — et des surfaces non scellées devraient contrecarrer l’effet des îlots de chaleur urbains et apporter des avantages à la population. Une végétation faible et moins dense, des espaces verts et des couloirs ouverts favorisent la ventilation dans les zones urbaines, en réduisant l’accumulation de chaleur et le stress thermique, en particulier pendant les périodes chaudes et en réduisant la pollution. Ils fonctionnent comme des zones de production d’air froid qui fixent des systèmes de vent locaux induits thermiquement, tels que les vents nocturnes, les vents de descente et les vents de montagne. Leur conservation et leur extension éventuelle peuvent apporter de nombreux avantages à la ville et limiter l’utilisation du refroidissement technique (par exemple grâce à la climatisation).
Aspects légaux
La préservation de l’environnement naturel dans les zones urbaines est principalement guidée par la loi fédérale sur la conservation de la nature (BNatSchG) et par la loi sur la conservation de la nature du Land de Bade-Wurtemberg (NatSchG). La Loi fédérale sur la conservation de la nature interdit la modification ou la dégradation des espaces verts protégés ou la modification de l’utilisation des terres dans ces aires protégées. Les espaces verts protégés comprennent: les zones vertes dans les zones de peuplement, les parcs, les cimetières, les jardins, les arbres isolés, les lignes d’arbres, les avenues ou les bosquets situés dans des zones habitées ou sous-développées; et quelques plantations et zones de protection boisées en dehors des forêts. Préserver l’histoire et la culture de la région peut également être une raison de protéger les espaces verts.
Le code allemand du bâtiment, modifié en 2011, exige que le développement urbain soutienne et améliore l’atténuation du changement climatique et l’adaptation à celui-ci. Ces mesures peuvent être prises en compte à la fois par des plans d’aménagement du territoire et par des mesures de réaménagement urbain. Il souligne, entre autres, le rôle de la préservation des zones inutilisées et défrichées, qui présentent un grand potentiel de développement urbain respectueux du climat, en particulier celui des espaces verts.
Temps de mise en œuvre
L’adaptation de Stuttgart à l’effet d’îlot de chaleur urbain a commencé avec l’Atlas climatique de 2008 et se poursuit toujours. Les mesures sont généralement mises en œuvre dans le cadre de l’aménagement du territoire urbain, le temps de mise en œuvre dépend fortement de la complexité du processus de planification dans son ensemble et des conditions limites telles que les besoins en espaces de vie, etc. Dans la plupart des cas, cependant, plusieurs années peuvent être attendues. Les mesures de mise en œuvre dans les espaces publics (par exemple la plantation d’arbres) sont généralement mises en œuvre au cours de l’exercice budgétaire concerné ou rapidement.
Durée de vie
Les infrastructures vertes et bleues mises en œuvre et en cours de mise en œuvre doivent être entretenues, tandis que les corridors de ventilation doivent être protégés afin de conserver leur fonction également à l’avenir. Lorsque des solutions vertes et bleues sont appliquées aux infrastructures, leur durée de vie peut être considérée comme la même que l’environnement bâti (environ 40 ans, si la maintenance est assurée). Dans le cas de mesures privées subventionnées, les bénéficiaires sont tenus de maintenir l’infrastructure pendant au moins dix ans.
Informations de référence
Contacter
Rainer Kapp
Municipality of Stuttgart
Office for Environmental Protection, Department of Urban Climatology
Gaisburgstraße 4, 70182 Stuttgart, Germany
E-mail: rainer.kapp@stuttgart.de
Sites Internet
Référence
City of Stuttgart and Green and Blue Space Adaptation for Urban Areas and Eco Towns (GRaBS)
Publié dans Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Dernière modification dans Climate-ADAPT Apr 18 2024
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