Apport de la télédétection dans la modélisation numérique du microclimat urbain à l’échelle du quartier

Le phénomène d’îlot de chaleur urbain désigne les zones urbaines où les températures d’air et de surfaces sont supérieures à celles des zones rurales environnantes. Ce phénomène, qui tend à s’intensifier avec le réchauffement climatique et lors d’évènements ponctuels tels que les vagues de chaleur, a des conséquences délétères sur le confort et la santé des populations urbaines. Au sein d’une ville, tous les quartiers ne sont pas égaux face à ce phénomène principalement en raison de l’hétérogénéité des activités, des infrastructures, de la proximité de végétation ou d’étendues d’eau, etc. Afin d’apporter une réponse adaptée à cette problématique, il est essentiel d’identifier les quartiers les plus touchés. Pour quantifier l’intensité des îlots de chaleur, deux indices sont généralement utilisés : l’indice UHI (Urban Heat Island) qui désigne la différence de température de l’air entre la ville et son environnement rural et l’indice SUHI (Surface Urban Heat Island) défini comme la différence de température de surface de la ville et de la zone rurale. La réalisation de cartographies détaillées de la température de l’air en milieux urbains pour l’évaluation de l’UHI par des mesures locales est très limitée. En revanche, en raison de la disponibilité et de la couverture des données, la télédétection dans le domaine de l’infrarouge thermique permet de déterminer la température des surfaces de la ville et donc de calculer l’indice SUHI aux heures de passage des satellites. Si on observe des comportements semblables de nuit, les deux indices diffèrent aux cours de la journée notamment en raison des formes urbaines. Néanmoins, la pleine compréhension des relations entre les deux indices n’est pas encore atteinte. Une piste prometteuse de poursuite de ces travaux est le couplage de la télédétection à la modélisation numérique du microclimat urbain.

L’un des objectifs de la mission franco-indienne TRISHNA, dont le lancement du satellite éponyme est prévu en 2025, concerne la préparation de produits adaptés à l’étude des villes. Le projet DIRT (District Infrared theRmography for microclimaTe) s’inscrit dans les travaux du groupe TRISHNA urbain et a pour objectif d’évaluer l’apport des futures données infrarouges thermiques (IRT) mesurées par le satellite TRISHNA pour la cartographie de la température de l’air et d’indices de confort thermique en zone urbaine en s’appuyant sur des simulations numériques du modèle Solene-Microclimat.

Ces travaux s’appuient sur la modélisation numérique du microclimat du quartier du Pin Sec à Nantes. En attendant le lancement du satellite TRISHNA, les données de télédétection utilisées sont les images infrarouges aéroportées acquises lors de la campagne de mesures FluxSAP2010 à la résolution de 2,6 mètres. A partir de ces données, des images proxy sont réalisées à différentes résolutions spatiales. Les températures de surfaces déterminées à partir des images infrarouges sont imposées dans le calcul des bilans thermo-radiatifs. Nous présentons ici l’étude de l’influence de la résolution spatiale et temporelle des données IRT sur les températures de surface et d’air simulées, les températures simulées sont notamment confrontées aux mesures de températures in situ des sols, façades et toits de la campagne de mesure FluxSAP2010.