La modélisation du microclimat fait référence à la simulation et à l'analyse du climat à l'intérieur d'une petite zone localisée - souvent de quelques mètres à un kilomètre. Contrairement aux évaluations climatiques plus larges qui couvrent de grandes régions (comme les macroclimats), les modèles microclimatiques s'attachent à comprendre comment les conditions environnementales localisées, comme la végétation, les matériaux de surface et les structures des bâtiments, affectent les conditions météorologiques et les températures dans des espaces spécifiques. Cet aspect est particulièrement important dans les zones urbaines, où les variations de l'utilisation des sols et des structures construites par l'homme peuvent créer des zones climatiques radicalement différentes sur de courtes distances.
L'un des défis les plus importants de la modélisation du microclimat urbain est la prise en compte de l'effet d'îlot de chaleur urbain (ICU). L'effet d'îlot de chaleur urbain se produit lorsque les villes connaissent des températures nettement plus élevées que les zones rurales avoisinantes. Les grands centres urbains sont souvent confrontés à un stress thermique plus intense, des régions comme Londres et Paris enregistrant généralement des températures nocturnes supérieures d'environ 4°C à celles des régions rurales avoisinantes.
Ce phénomène est dû au fait que les surfaces urbaines, comme le béton et l'asphalte, absorbent et stockent la chaleur pendant la journée et la restituent lentement pendant la nuit. Les bâtiments et les routes piègent également la chaleur, créant des zones chaudes localisées qui contribuent à une plus grande consommation d'énergie et à l'inconfort des habitants. Les modèles de microclimat permettent de simuler ces effets et de comprendre comment les choix d'aménagement - tels que l'ajout d'espaces verts ou l'utilisation de matériaux plus légers et réfléchissants - peuvent contribuer à réduire l'effet d'îlot de chaleur urbain.
Plusieurs facteurs influencent le microclimat d'une zone spécifique. Dans les villes, ces facteurs deviennent encore plus critiques en raison de l'effet d'îlot de chaleur urbain :
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La modélisation du microclimat joue un rôle essentiel dans la planification urbaine durable, en particulier lorsque les villes sont confrontées à la hausse des températures et à l'effet d'îlot de chaleur urbain croissant. La simulation des microclimats permet aux professionnels de prévoir comment les différents choix de conception - tels que la sélection des matériaux, l'aménagement paysager et l'orientation des bâtiments - influenceront les températures locales et la qualité de l'air.
Avec l'accélération de l'urbanisation et l'augmentation des températures mondiales, la capacité à modéliser et à améliorer les microclimats est cruciale pour créer des villes plus agréables à vivre. Les modèles de microclimat peuvent notamment contribuer à réduire l'effet d'îlot de chaleur urbain, qui peut rendre les centres-villes jusqu'à 10 °C plus chauds que les zones rurales environnantes. L'atténuation de ces hausses de température peut réduire l'énergie nécessaire à la climatisation et améliorer la qualité de vie globale des habitants.
La modélisation du microclimat profite à de nombreux acteurs du développement urbain :
Avec l'évolution des cadres réglementaires, les considérations relatives au microclimat font de plus en plus partie des normes de développement urbain. Des villes comme Londres ont introduit des réglementations visant à atténuer l'effet d'îlot de chaleur urbain, tandis que des initiatives mondiales comme l'Engagement mondial pour le refroidissement de la COP28 encouragent les solutions de refroidissement passif, y compris la végétation et l'ombrage, afin de réduire la dépendance à l'égard des systèmes de refroidissement à forte consommation d'énergie.
ENVI-met est un outil spécialisé dans la modélisation du microclimat, conçu pour simuler les interactions entre les surfaces, la végétation et l'atmosphère dans les environnements urbains. Il permet aux utilisateurs de saisir des données sur la localisation géographique, les conditions météorologiques et les structures des bâtiments afin de modéliser la manière dont les différents facteurs influencent les microclimats locaux. Cette capacité est essentielle pour les architectes, les planificateurs et les développeurs qui cherchent à réduire l'effet d'îlot de chaleur urbain et à créer des villes plus résistantes au changement climatique.
La modélisation du microclimat est une pratique essentielle pour assurer la pérennité des villes et les rendre plus résistantes aux impacts du changement climatique. Avec des outils comme ENVI-met, les concepteurs peuvent créer des espaces qui non seulement réduisent les effets de l'îlot de chaleur urbain, mais améliorent également l'efficacité énergétique et la qualité de vie des habitants.