ALTELYS, lutter contre les îlots de chaleur urbains

Si le phénomène d’îlots de chaleur urbain (ICU) augmente dans le contexte de réchauffement global, il est avant tout dû aux matériaux urbains qui stockent la chaleur toute la journée et la restituent la nuit, réduisant de facto l’effet de fraîcheur nocturne. Pour accompagner la transition territoriale et énergétique du bâti en ville, le projet ALTELYS veut coupler mesures automatiques in situ et données satellitaires, avec l’originalité de prendre en compte les mesures extérieures et intérieures des bâtiments pour, à terme, livrer une cartographie en ligne des ICU en temps réel. Le projet est porté par le laboratoire LETG Rennes et la société ALKANTE.

La méthodologie en bref

• Développer le système sur deux villes d’environ 220 000 habitants chacune pour prendre en compte les différences climatiques et topographiques : Rennes (France, 20 à 70 m d’altitude) et Presidente Prudente (Brésil, 475 m d’altitude) ;
• Suivre en temps réel les températures urbaines intérieures/extérieures ;
• Associer imagerie satellitaire et stations de mesures in-situ ;
• Caractériser le comportement du patrimoine bâti par rapport à l’ICU ;
• Restituer les résultats via une plateforme cartographique en ligne, accompagnée d’indicateurs et d’une fonction d’alerte.

Pour mettre son projet en œuvre, l’équipe a dû procéder à deux étapes clés : installer des capteurs connectés à Presidente Prudente (Rennes bénéficie déjà d’un réseau de mesures in situ) et recueillir les besoins des futurs utilisateurs.

Installation de capteurs connectés au Brésil

Au sud-est du Brésil, Presidente Prudente se situe à environ 550 km à l'ouest de São Paulo. Grâce au partenariat avec l’Université Paulista de São Paulo (UNESP) et l’aide des secrétariats à l’environnement et à l’éducation de la municipalité de Presidente Prudente, l’équipe ALTELYS a pu installer 41 stations connectées : dans 6 maisons individuelles, 34 écoles et 1 entreprise, en l’occurrence la télévision locale. « De ce fait, une équipe de journalistes nous a suivis pour faire un reportage sur l’installation, ça a fait le buzz sur le site de l’université et à la télé locale ! » raconte Vincent Dubreuil, de l’Unité mixte de recherche LETG à Rennes. « Et grâce au partenariat avec les écoles primaires, nos collègues sur place vont pouvoir intervenir avec pédagogie auprès des enfants » complète-t-il.

▲ Installés à 3 m au-dessus du sol, les capteurs transmettent par wifi la température et l’humidité en temps réel, à l’intérieur et à l’extérieur du bâtiment. © ALKANTE

◀︎ Premières mesures d'ICU à Presidente Prudente : En journée, il fait la même température partout (32°C). Pendant la nuit, la température baisse plus vite en campagne où il fait 19° contre 23° en ville, soit un ICU de 4°. Dans le fond de vallée, l'effet topographique fait encore plus baisser les températures, en dessous de 13° (car l'air froid, plus dense, s'écoule par gravité le long des pentes et s'accumule dans les creux). On a donc 10 degrés d'écart la nuit à quelques kilomètres de distance... © LETG

Recueil des besoins utilisateurs

Depuis le printemps 2024, l’équipe ALTELYS a tenu trois réunions utilisateurs :

1. Recensement des besoins d’une plateforme thermique en ville avec les différents acteurs de Rennes (gestionnaires de la ville, scientifiques, citoyens) ;
2. Présentation des grandes lignes identifiées de la plateforme pour vérification ;
3. Présentation d’une maquette graphique de la plateforme et de ses principales fonctions.

Sur place pour l’installation des capteurs, Vincent Dubreuil a pu associer les acteurs brésiliens dès la seconde réunion, après vérification de la concordance de leurs besoins avec ceux des utilisateurs français.

Développement de l’outil en ligne

À partir de ces échanges, l’équipe œuvre au développement de l’outil à proprement parler, et teste pour cela plusieurs types de données satellite, notamment ECOSTRESS, ASTER et LandSat. Ces dernières (LandSat) semblent les plus adaptées, ce que confirment quelques échanges avec Vincent Lonjou, spécialiste en télédétection au Lab’OT du CNES et pilote du projet Thermocity, dédié aux données thermiques en ville. L’équipe recherche également les différents produits satellites existants, en ligne et gratuits, qui répondent aux critères de qualité scientifique requis et qui puissent s’intégrer dans un protocole en temps réel pour être croisées avec des données in situ.

Parallèlement, l’équipe projet œuvre à la création d’un site web qui portera, entre autres, la plateforme de visualisation. Pour satisfaire les différents besoins exprimés par les utilisateurs en termes de représentation de l’information, il est d’ores et déjà prévu une cartographie globale, adaptée à un large public afin que chacun puisse aisément voir s’il est concerné par une alerte d’ICU. Destiné à des utilisateurs type gestionnaires du territoire, un mode expert donnera accès à des métriques spécifiques.

Avec un premier prototype en ligne courant septembre 2024, exclusivement réservé aux utilisateurs pour le finaliser selon les attentes de tous, nous ne révèlerons rien de plus à ce stade de développement !

Recherche/Privé, un partenariat efficace

Aux manettes d’ALTELYS, le laboratoire LETG et la société Alkante se connaissent bien : ensemble, ils ont mené - et fait leurs preuves - avec le projet Chove-Chuva et sa plateforme aussi complète qu’intuitive. Et c’est justement leur excellente coopération qui les a incités à proposer ALTELYS ensemble. « Avec toujours en ligne de mire l’interopérabilité des données et le passage à l’échelle, nous mettons à profit l’expérience acquise avec Chove-Chuva » souligne Arnaud Bellec, responsable d’équipe chez Alkante. « En plus du volet R&D autour du spatial, avec le thermique en axe fort, pour ALTELYS nous intégrons pleinement des compétences en XDesign pour fusionner les attentes des utilisateurs dans un site web attractif et adaptatif pour le faire vivre dans le temps ». Précisons à cet égard que l’équipe continue à alimenter son démonstrateur Chove-Chuva.

RDV dans quelques mois avec un démonstrateur en ligne et en accès libre !