Les villes sont plus densément construites, la surface du sol est plus imperméable que dans les zones périphériques, et elles émettent davantage de polluants et de chaleur résiduelle. Cela entraîne une modification du climat local, notamment en termes de température, d'humidité, de rayonnement, de vent, de qualité de l'air et de bruit.

L'îlot de chaleur urbain

L'îlot de chaleur urbain est une caractéristique typique du climat urbain. Son intensité varie en fonction de la taille et de la structure de la ville (matériaux et densité du bâti, proportion de végétation, ventilation). L'îlot de chaleur urbain est présent tout au long de l'année. Cependant, c'est en été que la différence de température entre la ville et ses environs est la plus importante, notamment pendant la nuit. Dans les villes suisses, la température nocturne est jusqu'à 5-7 °C plus élevée que dans les zones rurales environnantes. Pendant la journée, les différences entre la ville et ses environs sont généralement moins importantes et les températures de l'air dans les villes ne sont souvent que légèrement plus élevées. C'est pourquoi le nombre de nuits tropicales (température minimale journalière de 20 °C ou plus) est nettement plus élevé dans les villes que dans les environs, tandis que le nombre de jours tropicaux (jours avec une température maximale de 30 °C ou plus) n'est que légèrement plus élevé. Dans les canyons urbains ou sur les places dépourvues de végétation, la température diurne en ville peut toutefois être elle aussi nettement plus élevée que dans les zones périphériques.

L'effet d'îlot de chaleur urbain a les causes suivantes :

• Les bâtiments sont d'excellents accumulateurs de chaleur, ce qui fait que les villes se réchauffent davantage pendant la journée et se refroidissent plus lentement pendant la nuit que les zones environnantes.
• En raison de la densité du bâti et de la forte proportion de surfaces imperméables, la ventilation de la ville et donc l'évacuation et le rayonnement de la chaleur sont limités.
• La végétation et le sol naturel des zones périphériques ont un effet rafraîchissant, car l'évaporation permet d'extraire la chaleur de l'air ambiant. Dans les villes, en revanche, les sols sont en grande partie imperméabilisés, ce qui rend difficile le stockage des précipitations dans le sol, de sorte que cette compensation de température fait largement défaut.

• Les émissions humaines de polluants dans les villes (par exemple par le trafic) réduisent encore davantage le rayonnement. Une autre source de chaleur est la chaleur résiduelle des systèmes de des chauffages, de refroidissement et d'autres installations techniques.

L'îlot de chaleur urbain est particulièrement important lors d'une période de haute pression, c'est-à-dire lorsque le vent est faible, le ciel peu nuageux et le rayonnement intense. C'est particulièrement le cas pendant les périodes de canicule.

Les températures nocturnes élevées dans les villes constituent notamment un risque pour la santé des personnes qui y vivent. Si les nuits ne sont pas suffisamment fraîches, le corps a du mal à se reposer et supporte moins bien la chaleur pendant la journée. Afin d'éviter ou de limiter les conséquences négatives, il est important de prendre des mesures urbanistiques et architecturales et d'émettre des alertes efficaces et en temps utile en cas de canicule, en étroite collaboration avec les autorités municipales et cantonales. MétéoSuisse publie des alertes canicule. Les cantons et les grandes villes ont élaboré des plans canicule et mettent déjà en œuvre des mesures d'adaptation et d'atténuation des conséquences.

Vous trouverez ici des rapports sur la chaleur dans les villes et les principes fondamentaux pour les mesures d'adaptation basées sur les scénarios climatiques suisses antérieurs :

Mesures en ville

Ces dernières années, les réseaux de mesures avec stations météorologiques ont été considérablement développés dans les villes afin d'obtenir des informations plus précises sur l'intensité et la répartition temporelle et spatiale de la charge thermique urbaine. Ces données sont très utiles pour planifier un développement urbain adapté au climat. Elles permettent par exemple de planifier de manière ciblée des mesures visant à réduire les îlots de chaleur urbains. Ces réseaux de mesure et les stations de mesure individuelles sont exploités par les villes, les cantons, les universités ou des particuliers. MétéoSuisse n'exploite pas elle-même de stations de mesures dans les villes, car les conditions de mesures prescrites au niveau international (notamment un environnement relativement libre et naturel) n'y sont pas réunies.

La comparaison de deux stations de mesures proches l'une de l'autre - l'une en ville et l'autre dans la périphérie rurale - permet de mettre en évidence l'îlot de chaleur urbain au jour le jour. À Zurich, cette caractéristique est illustrée par la station rurale de Zürich-Affoltern de MétéoSuisse et la station urbaine de Zurich-Kaserne (allemand) du Réseau national d'observation des polluants atmosphériques (NABEL) de l'Office fédéral de l'environnement (OFEV).

Le stress thermique urbain à l'avenir

En raison du changement climatique global, les citadins seront de plus en plus exposés à la chaleur. Compte tenu de la part importante et croissante de la population urbaine dans le monde, il est indispensable de comprendre les conditions climatiques futures dans les environnements urbains. C'est la seule façon de développer des stratégies d'atténuation et d'adaptation efficaces et adaptées aux zones urbaines.

Dans le cadre des scénarios climatiques actuels CH2025, MétéoSuisse présente également l'évolution future possible de certains indicateurs climatiques dans cinq villes suisses : Bâle, Berne, Genève, Lausanne et Zurich. Pour ces villes, des projections climatiques sont établies pour les stations rurales et urbaines. Cela permet de mettre en évidence l'augmentation future de la chaleur dans les villes.

Bien que le réchauffement moyen soit similaire dans les zones urbaines et rurales, la plupart des zones urbaines seront plus touchées par la hausse des températures que leur environnement rural. Cela peut être illustré, par exemple, par l'augmentation du nombre de nuits tropicales par an ou par la hausse de la température de la nuit la plus chaude de l'année. Ainsi, entre 1991 et 2020, il y avait en moyenne près de huit nuits tropicales par an à la station urbaine de Zurich Kaserne, contre une seule à la station Zurich/Fluntern, située dans une zone moins centrale et plus élevée. Avec un réchauffement climatique de 3 °C par rapport à la période préindustrielle – dans un monde dit « à 3 degrés » (GWL3.0) –, on pourrait s'attendre à environ 18 nuits tropicales en moyenne à Zurich/Fluntern et même à 41 nuits tropicales par an dans le centre-ville de Zurich. Lors d'années extrêmes, ces chiffres seront même nettement plus élevés. Les quatre autres villes suisses étudiées (Bâle, Berne, Genève et Lausanne) présentent une tendance similaire.

L'effet d'îlot de chaleur urbain se reflète également dans l'augmentation prévue de la température de la nuit la plus chaude de l'année. Dans le climat actuel (1991-2020), cette température est par exemple de 22,3 °C à la station urbaine de Zurich Kaserne et de 19,6 °C à la station moins centrale de Zurich/Fluntern, soit juste en dessous du seuil de 20 °C à partir duquel une nuit tropicale est définie. Dans un monde réchauffé de 3 degrés, la température de la nuit la plus chaude de l'année à Zurich Kaserne passerait à 25,6 °C et à Zurich/Fluntern à 23,2 °C. Une tendance similaire peut également être observée pour les quatre autres villes suisses étudiées (Bâle, Berne, Genève et Lausanne).