Vers une nouvelle gestion des îlots de chaleur urbains
Le centre-ville grenoblois
Malou Allagnat
Le texte ci-dessous est issu d’un travail de fin d’études soutenu à l’École de la nature et du paysage. Cette page n’inclut qu’une partie des documents graphiques publiés dans la revue papier.
Le microclimat urbain, dans le contexte du changement climatique en cours, sera la cause probable de canicules plus fréquentes. Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec), en 2035, deux années sur trois connaîtront des canicules de la même ampleur que celle de 2003 en Europe occidentale. Cette évolution nous interroge sur le fonctionnement et l’organisation actuels de nos territoires. Souvent perçues sous l’angle de la vulnérabilité, ces évolutions de températures peuvent cependant faire émerger de nouvelles démarches locales et territoriales, où le paysagiste a pleinement son rôle.
Promenade estivale
dans le centre-ville grenoblois
Il est 16 heures ; la température extérieure est de 40 °C. Le ciel est gorgé de chaleur. Nous sommes au quatrième étage d’un immeuble résidentiel de la place André-Malraux, dans le centre de Grenoble. À mesure que l’été avance, le soleil croît et la chaleur s’amplifie. Son omniprésence devient une raison de changer nos habitudes. Les volets fermés, il faut retenir la fraîcheur jusqu’à la nuit. Les ombres se dessinent dans l’appartement. Le soleil entre les lames des volets, éblouissant, invite à la promenade. Passé l’abri de glycine surplombant la porte d’entrée, nous nous engageons dans le boulevard Agutte-Sembat. La marche est lente. Prenons le trottoir à l’ombre. Dans la rue Saint-Jacques, les ombres des érables s’allongent, rythmant la traversée. Sur la place Grenette, les cafés se sont regroupés autour d’une tonnelle commune. L’été, les brumisateurs fonctionnent à plein régime. Quand on passe à proximité, les gouttelettes d’eau rafraîchissent la marche, la chaleur se fait moins écrasante. Nous entrons dans le passage couvert, entre la rue Montorge et la place Grenette. Son étroitesse et l’épaisseur de ses murs en font un lieu propice aux courants d’air frais. En traversant l’Isère, on ressent une légère brise. L’eau vient des sommets des Alpes et file dans Grenoble. La vue est dégagée sur les contreforts du Vercors, l’un des trois « poumons frais » du territoire. La traversée de la rivière nous mène au pied du promontoire de la ville : la Bastille. L’ascension est lente, le but n’est pas d’atteindre le sommet mais plutôt de s’asseoir, là, sur ce banc à l’ombre d’un chêne vert. Le chant des cigales accompagnera la sieste.
Le bassin dans son écrin
Le fond du bassin grenoblois, enserré par trois massifs montagneux, bénéficie d’un climat atypique. Les sommets du massif de Belledonne, de la Chartreuse et du Vercors freinent les vents et diminuent leurs effets régulateurs. Chacun de ces trois massifs joue un rôle dans le climat de la ville, en bloquant ou en déroutant certains vents, en accentuant ou diminuant les précipitations. Alors qu’en hiver la température peut descendre relativement bas (autour de –10 °C), chaque été, la ville subit des chaleurs parmi les plus fortes du pays (plus de 35 °C). Outre « l’effet de cuvette » qui provoque une stagnation de l’air dans la vallée, le bassin grenoblois connaît fréquemment des vents forts, secs et chauds dus à l’effet de foehn. Pendant ces vagues de chaleur, de nombreux citadins vont en altitude pour se rafraîchir. Jouant le rôle de poumons frais, les montagnes majestueuses qui encerclent la ville servent de refuges aux Grenoblois qui désertent le fond de vallée très urbanisé. La ville, longtemps corsetée dans ses remparts, fait maintenant partie d’une aire urbaine s’étalant sur la quasi-totalité du fond de vallée (formant le « Y grenoblois » représenté par les fonds urbanisés de la vallée du Drac, la vallée du Grésivaudan et de la cluse de l’Isère). En effet, le développement récent et en cours de l’agglomération grenobloise, orienté par la topographie, témoigne désormais d’un phénomène de saturation de l’espace.
Au fond du bassin : le microclimat urbain
Le microclimat urbain est fortement vulnérable à la chaleur. Une ville qui, comme Grenoble, s’est surtout développée au XXe siècle, par les matériaux de ses édifices et de sa voirie, par les formes de son aménagement et par les activités humaines qui s’y déploient, modifie l’espace naturel de manière radicale. Ces transformations locales entraînent des modifications d’humidité, de vent, de température et même de précipitations par rapport aux zones rurales avoisinantes : la ville crée son propre climat, le microclimat urbain.
Une ville qui, comme Grenoble, s’est surtout développée au XXe siècle, par les matériaux de ses édifices et de sa voirie, par les formes de son aménagement et par les activités humaines qui s’y déploient, modifie l’espace naturel de manière radicale.
L’effet le plus significatif est celui de l’îlot de chaleur urbain (ICU), qui met en évidence un écart de température important entre la ville et la campagne environnante. Dès le début du XIXe siècle, à Londres, le pharmacien britannique Luke Howard a décrit ce phénomène d’un climat spécifiquement urbain. Cet écart, dont les activités anthropiques sont en grande partie responsables, est dû à la conjonction de nombreux facteurs : la densité accrue des tissus bâtis et la minéralisation, notamment, favorisent la formation des ICU. Les matériaux souvent peu réfléchissants absorbent la chaleur, voire, imposent des systèmes de drainage qui réduisent l’évaporation des eaux. Les émissions de chaleur, l’augmentation des activités liées aux services, à l’industrie et à la circulation automobile, mais aussi aux modes d’habitat contemporains produisent de la chaleur, tout comme l’ensemble des dispositifs techniques urbains : le chauffage, la climatisation, l’éclairage, l’affichage lumineux, etc. Les villes provoquent et subissent tout à la fois cet ensemble de phénomènes. Les répercussions, en particulier durant les fortes chaleurs d’été, entraînent une diminution du confort des citadins, une augmentation de la demande en climatisation, une augmentation de la pollution, ainsi que des risques pour la santé. On considère qu’il y a un phénomène caniculaire quand, dans un secteur donné, l’amplitude thermique entre le jour et la nuit est faible pendant au moins soixante-douze heures consécutives. La forme urbaine est un des paramètres qui influent sur la capacité des tissus urbains à gérer les vagues de chaleur. Dans un tissu ancien, le sol est à l’abri de l’ensoleillement journalier grâce aux rues étroites mais le refroidissement nocturne est ralenti ; dans les tissus urbains plus lâches, le phénomène s’inverse.
La « trame de fraîcheur »
Jusqu’à la fin du XIXe siècle, le paysage urbain de Grenoble s’est formé avec une certaine homogénéité. Avec l’industrialisation, le fonctionnalisme envahit la ville, ce qui engendre une dégradation du végétal. L’industrialisation liée au développement de l’hydroélectricité de la ville de Grenoble (la houille blanche) va de pair avec le démantèlement des enceintes. En 1969, les Jeux olympiques furent un accélérateur de l’urbanisme grenoblois. Cet événement a modifié la ville, notamment dans ses réseaux (voirie rapide urbaine et autoroutes). La ville de Grenoble garde des héritages précieux de son histoire et de son identité territoriale : le flux de l’Isère, les fontaines historiques, les places, les boulevards. Le centre-ville regorge de potentiels de fraîcheur qui ne demandent qu’à mieux s’exprimer.
La multiplication des îlots de fraîcheur et leur liaison constituent une solution durable pour l’adaptation de la ville à la chaleur. C’est sous la forme d’une promenade que j’ai dessiné le projet : une « trame de fraîcheur ». Sur ce cheminement se greffent plusieurs espaces et flux qui feront l’objet d’enjeux particuliers. La trame de fraîcheur fabrique divers espaces aux fonctionnalités complémentaires, accordant une attention particulière au confort des citadins dans l’espace public, et à la saisonnalité. J’ai choisi de tracer cette trame entre deux grands poumons frais du centre de Grenoble : la Bastille, ensemble de bâtiments militaires situé sur une hauteur arborée qui surplombe la ville du côté nord, et le parc Hoche. La trame s’amorce dans deux principaux tissus urbains, devenant un fil dans le centre historique, plus dense au nord, puis s’élargissant au sein des formes bâties plus lâches du nouveau centre du XIXe siècle, situé plus au sud.
La trame de fraîcheur fabrique divers espaces aux fonctionnalités complémentaires, accordant une attention particulière au confort des citadins dans l’espace public, et à la saisonnalité.
Des outils aux stratégies d’adaptation
Une analyse sensible des flux de température dans le centre-ville m’a permis de définir les espaces potentiels les plus vulnérables à la chaleur. Ces potentiels mettent en évidence les ressources dont un site peut disposer et permettent de déceler la capacité de transformation de ces espaces. Cette analyse a été menée à partir de quatre paramètres qui affectent le microclimat urbain : le végétal, le minéral, l’eau et la mobilité. Au fil de ma réflexion, ces outils sont devenus des stratégies qui ont permis de composer la trame du projet (des îlots de fraîcheur et des corridors frais). Ainsi la place André-Malraux, le boulevard Agutte-Sembat, la place Vaucanson, la rue de la Poste, la place Grenette et la rive gauche de l’Isère composeront les espaces et les flux de la trame de fraîcheur. Le plan ci-contre représente une interprétation sensible des flux de température dans le centre-ville, qui dépend de plusieurs facteurs associés aux éléments identifiés plus haut : le végétal, le minéral, l’eau et la mobilité. Ces outils de gestion deviennent donc des stratégies qui composent la trame.
Pour commencer, j’ai utilisé le végétal comme un climatiseur urbain. En effet, le végétal rafraîchit l’air grâce à l’évapotranspiration : il consomme de l’eau liquide qui est prélevée dans le sol puis diffusée dans l’air par l’intermédiaire de la plante, sous forme de vapeur d’eau. L’ombre de la végétation protège aussi le sol d’une accumulation thermique importante durant la journée. La trame de fraîcheur favorise la diversité des strates végétales. Des critères de rafraîchissement sont mis en place pour choisir différentes essences végétales au fil de la trame : la hauteur de l’arbre, le diamètre du houppier, la densité ou la persistance du feuillage. Les surfaces enherbées sont composées d’un couvre-sol qui associe plusieurs essences (Phyla nodiflora var. canescens, Achillea crithmifolia, Thymus ciliatus et Thymus hirsutus) présentant des cycles de végétation et de floraison qui se complètent. Par contraste avec un gazon traditionnel, elles permettent de limiter la consommation en eau ainsi que la tonte.
Des critères de rafraîchissement sont mis en place pour choisir différentes essences végétales au fil de la trame : la hauteur de l’arbre, le diamètre du houppier, la densité ou la persistance du feuillage.
Le minéral est de la même manière un facteur d’influence notable pour la gestion des îlots de chaleur urbains à travers le processus de l’albédo. En effet, les surfaces minérales sont capables de stocker de grandes quantités d’énergie lorsqu’elles sont ensoleillées. Cette énergie sera restituée à l’environnement la nuit et participera à la formation de l’ICU. La couleur et la rugosité peuvent être, entre autres, des critères thermiques plus ou moins défavorables. La trame de fraîcheur utilise des matériaux qui présentent un albédo important. C’est le choix d’un matériau patrimonial et local : le ciment grenoblois, sous forme de dallage et de pavés avec des gradients de perméabilité différents en fonction de la fréquentation.
Dans le cadre de la gestion des îlots de chaleurs urbains, l’eau prend le rôle d’un régulateur naturel. Le rafraîchissement de l’air par l’eau est dû à son changement d’état : en passant de l’état liquide à l’état gazeux, l’eau consomme une partie de l’énergie présente dans son environnement, ce qui fait baisser la température de l’air. Les fontaines, sources ponctuelles de fraîcheur, sont étendues sous la forme de fil ou de chemin d’eau. Des usages culturels et sportifs sont développés le long de la rive gauche de l’Isère. Augmenter la perméabilité des sols permet d’améliorer la récupération des eaux de pluie.
La nature de la mobilité affecte directement le confort des îlots de chaleur urbains. L’expansion des usages de la voiture dans les années 1960 ressert le maillage urbain et change radicalement les rapports, les perceptions et les rythmes de la vie urbaine. Cette tendance a restreint les possibilités de recourir à la marche pour les déplacements quotidiens, et a placé certaines fonctions sociales et culturelles de l’espace urbain en état de siège. Dans le cadre de la gestion des îlots de chaleur urbains, l’espace public constitue un potentiel de fraîcheur et doit être conçu à l’échelle humaine. Cette trame se dessinera dans le centre-ville grenoblois, rattachée au projet en cours de l’élargissement du plateau piéton. La mobilité sera donc un fil d’adaptation essentiel dans le dessin du cheminement. On privilégiera le rythme de la promenade du piéton et du cycliste : le projet est tracé à la cadence des pas et à la vitesse des vélos. Les espaces de stationnement des voitures seront redéfinis.
Fraîcheur en cœur d’îlot :
sur le parvis du parc Hoche,
la place André-Malraux
Un des enjeux prioritaires est de désengorger les cœurs d’îlot du stationnement, afin de créer un îlot de fraîcheur significatif. La place André-Malraux qui fait la jonction entre le parc Hoche et le boulevard Agutte-Sembat est aujourd’hui composée de plusieurs couloirs de vent représentés par les passages couverts sous les immeubles et la pergola de glycine au centre de la place. Les couloirs permettent la dilution de la chaleur par le brassage de l’air (brise thermique). Cet outil m’a permis de recomposer le cœur d’îlot en donnant une place plus importante à la végétation. Sous ces couloirs de fraîcheur, de multiples usages se dessinent ; certains deviennent des voies de circulation « douce », d’autres, des espaces de vie pour les usagers.
Le parvis du parc Hoche : de nouveaux usages.
Le corridor frais : le boulevard Agutte-Sembat
Le réaménagement du boulevard Agutte-Sembat est au centre du projet métropolitain en cours, « Cœur de ville, cœur de métropole », qui propose de créer une piste cyclable plus large et d’élargir les trottoirs. En effet, ce boulevard est une coupure urbaine importante entre le plateau piéton de l’hypercentre et celui de la caserne de Bonne. La place du piéton est très restreinte sur le boulevard, les trottoirs sont peu larges et le flux automobile est important. Cet axe est très chaud l’été parce qu’il n’est que très peu ombragé, comparé au boulevard Gambetta ou au cours Jean-Jaurès. L’enjeu de cette liaison au sein de la trame de fraîcheur est de prendre en compte le confort de chaque mobilité. Cet axe peut aussi avoir une vocation d’expérimentation à travers des suivis de température et d’humidité, sous la forme de capteurs qui aideront à évaluer l’efficacité de la trame de fraîcheur. Des systèmes d’épandage d’eau, intégrés aux trottoirs, permettent d’humidifier la chaussée en cas de journée caniculaire.
« Circuit de refroidissement » :
le seuil du plateau piéton.
La place Vaucanson et le square Docteur-Léon-Martin
La place Vaucanson et le square Docteur-Léon-Martin sont deux espaces publics qui présentent des typologies de fraîcheur différentes presque opposées. Le square Docteur-Léon-Martin est un espace frais l’été, sous l’ombre d’une vingtaine de tilleuls et à proximité de la fontaine située en son centre. Cependant, la place Vaucanson, aujourd’hui un espace de stationnement, est un îlot de chaleur important l’été. L’enjeu a été de lier ces deux espaces pour former un parvis d’accueil du secteur piéton du centre-ville. Dans le cadre de la trame de fraîcheur, cet espace public prend la forme d’un « circuit de refroidissement » et s’intègre dans la trame de fraîcheur par le travail de la topographie. Des buttes et des creux rendent la promenade sinueuse, créant des refuges de fraîcheur nichés dans le relief et surplombés par l’ombrage des arbres. Ce jeu avec le relief peut accueillir différents usages complémentaires au fil des saisons. L’espace de stationnement, partiellement conservé, est lui aussi inscrit dans la topographie.
Les jardins suspendus : la rue de la Poste
Dans les ruelles du centre ancien, la trame de fraîcheur devient ténue. Ces axes étroits, parcourus par une forte fréquentation piétonne, ne permettent pas de végétaliser au niveau du sol. Les balcons et les murs deviendront les supports d’une végétalisation installée et entretenue à l’initiative des habitants. La palette végétale sera composée d’essences retombantes et grimpantes, résistantes aux périodes de sécheresse et de gel qui caractérisent le climat grenoblois. L’eau des gouttières peut être valorisée afin d’irriguer les plantations des balcons. La trame de fraîcheur peut aussi prendre une vocation artistique, qu’un événement saisonnier tel qu’un festival sur le thème de la fraîcheur pourra dévoiler. Cette rencontre invitera des artistes à développer des projets autour de ce thème, dans l’idée de favoriser la mise en place d’interventions ou d’installations artistiques qui feraient usage de la nouvelle trame.
Sur la place Grenette :
à l’ombre des feuillages, au cœur du centre-ville historique
Sur la place Grenette, une place étroite qui se situe dans le centre médiéval, les mûriers platanes et leurs vastes ramures remplacent la tonnelle des cafetiers. Le feuillage des arbres à soie se dessine autour du château d’eau de Lavalette. Des assises proposent une pause ombragée sur la place Grenette, le premier espace public de la ville de Grenoble, d’un point de vue historique. La présence de l’eau, aujourd’hui ponctuelle, s’étire le long de la place sous la forme d’un chemin connecté au château d’eau Lavalette, et traversant les terrasses des cafés.
Au pied des montagnes, le long du courant de fraîcheur de l’Isère
L’Isère est un trait d’union entre la Bastille (premier site touristique du département) et le centre-ville grenoblois. L’eau que transporte l’Isère provient des sommets savoyards. Ce flux continu est la ressource naturelle principale de fraîcheur pour le centre-ville, les cours d’eau sont capables de stocker de la chaleur prélevée dans l’air ambiant et de l’évacuer. La trame offre un accès à ce potentiel, avec la proposition de piétonniser la voie Corato (voie sur berge). Ainsi, de multiples usages – parcours récréatifs, culturels ou sportifs – se dessinent, pour nous faire ressentir ce souffle frais en provenance des montagnes.
Les acteurs de l’adaptation
La réalisation du projet nécessite la coopération d’acteurs croisant les sphères de compétences. La stratégie d’adaptation consisterait à regrouper les compétences climatiques locales et à favoriser la transversalité des actions entrevues. Pour le cas des ICU dans le centre-ville, les acteurs locaux sont nombreux : la collectivité (au sens large : la métropole et la ville de Grenoble), le domaine scientifique, les concepteurs (paysagiste, architecte, urbaniste, mais aussi hydrologue, botaniste), sans oublier les promoteurs et le milieu économique spécifique de Grenoble, qui allie une industrie traditionnelle à une industrie de haute technologie très liée au secteur de l’université et de la recherche scientifique ; ainsi que les usagers concernés, qui ont une connaissance directe et une pratique quotidienne des lieux (les habitants, mais aussi les commerçants, ou encore les touristes, adoptent des stratégies individuelles d’adaptation à la chaleur en ville).
Ainsi, l’analyse de la ville de Grenoble sous l’angle des ICU fabrique divers espaces aux fonctionnalités complémentaires où l’on peut se rafraîchir mais aussi se dépenser, s’asseoir, circuler, flâner, consommer, admirer… Pour que l’adaptation soit significative, l’usage de ce concept doit s’étendre à l’échelle de l’agglomération et de ses différentes enveloppes urbaines, selon un maillage qui pourrait rendre la ville plus résiliente.