SatLCZ

Identifier la vulnérabilité des milieux urbains pendant les vagues de chaleur estivales

Projet terminéDéveloppée sur les villes de Lille (France) et Rayong (Thaïlande), le projet a mis en place une méthodologie permettant d'effectuer une classification en Zones Climatiques Locales dérivée exclusivement d’images satellite à très haute résolution. Transposable à n’importe quelle ville, le codage de l'application est en open source.
Les enjeux identifiés sont la vulnérabilité des milieux urbains pendant les vagues de chaleur estivales, ainsi que l’adaptation et l’atténuation des pics de chaleur locaux.

PRÉSENTATION

Le projet mobilise l’imagerie satellitaire à très haute résolution (THR) spatiale issue de la mission Pléiades pour produire, à partir d’une description très fine des tissus urbains, des indicateurs s’appuyant sur le référentiel de Zones Climatiques Locales (Local Climate Zone, LCZ) proposé par la communauté internationale de climatologie urbaine [Stewart & Oke 2012]. Reproductible sur toute ville, cette méthode permet de segmenter les territoires en unités typo-morphologiques élémentaires homogènes vis-à-vis de leur comportement climatique. Les enjeux identifiés sont la vulnérabilité des milieux urbains pendant les vagues de chaleur estivales, ainsi que l’adaptation et l’atténuation locale aux pics de chaleurs par une conception urbaine mieux maîtrisée. Identifier les LCZ nécessite de produire des couches géographiques décrivant la morphologie urbaine (4 indicateurs) et l’occupation du sol (3 indicateurs). Une étude [Leconte et al. 2018] montre qu’on peut corréler l’intensité de l’îlot de chaleur et ces indicateurs à l’échelle surfacique des LCZ.

Pour accompagner au mieux les politiques publiques d’aménagement dans leur lutte contre le phénomène d’îlots de chaleur urbains, la cartographie LCZ peut délivrer des indicateurs sous-jacents comme les taux d’imperméabilité et de végétation mais aussi, lorsque des données suffisamment fines existent, un indice de vulnérabilité socio-économique.

Une méthodologie validée et internationalisée

S’appuyant sur le projet DIACLIMAP financé par l’ADEME entre 2015 et 2017 sur la métropole du Grand Nancy, SatLCZ démontre que L’utilisation d’imagerie THR permet de produire et d’actualiser les indicateurs LCZ pour tout type de tissu urbain, indépendamment de l’existence de bases de données géographiques très riches telles que celles qui existent en France. Les indicateurs sont calculés en utilisant le bâti 3D, des couches « surfaces imperméables » et « surfaces perméables » extraites de l’image ainsi qu’un modèle numérique de surface également issu des images satellites.

Dans un premier temps, cette méthodologie a été appliquée à la Métropole Européenne de Lille, qui a notamment connu un épisode de canicule en 2019 avec des températures supérieures à 41°C. Ce territoire ayant permis de valider les résultats, le projet a dans un second temps intégré une ville sur un territoire étranger, en l’occurrence Rayong (Thaïlande), confirmant la transposabilité de la méthode.

Site(s) d’application

• Lille, France
• Rayong, Thaïlande

DONNÉES

Satellite

• Pléiades

Autres

• Modèle Numérique de Terrain
• Carte d’occupation des sols
• Classification en Local Climate Zone
• Classification Copernicus Urban Atlas

RÉSULTATS - PRODUITS FINAUX

• Rapport final décrivant la méthodologie et les principaux résultats (disponible au téléchargement dans la section Ressources ci-dessous)

• Classification des LCZ en format shapefile pour Lille et Rayong

Image satellite Pléiades de Lille (à gauche) et cartographie LCZ associée (à droite).

Image satellite Pléiades de Rayong (à gauche) et cartographie LCZ associée (à droite).

• Indicateurs de taux d’imperméabilité et de taux de végétation sur Lille

Lille : Indicateurs de taux d’imperméabilité (à gauche) et de taux de végétation (à droite), deux leviers potentiels pour diminuer l’impact du phénomène d’ICU. En effet, d’un côté, désimperméabiliser les sols permet de diminuer le stockage de chaleur le jour (par la nature des matériaux) et de diminuer son relâchement la nuit. De l’autre, la végétation permet un refroidissement de l’air ambiant, par le phénomène d’évapotranspiration.

• Indice de vulnérabilité socio-économique au format shapefile pour Lille

Lille : Cartographie LCZ (à gauche) et indice de vulnérabilité socio-économique (à droite) à partir des données INSEE (indice sanitaire des personnes à la santé plus fragile et indice social des ménages dits pauvres). Dans cet exemple, on note un risque potentiellement accru pour les personnes vivant au sud de la zone : ensemble de polygones classés en LCZ 2 et 3, et indice de vulnérabilité élevé.

• Code source sur GitHub du CEREMA

=> Les fichiers au format shapefile sur Lille et Rayong sont disponibles au téléchargement dans la section Ressources ci-dessous.

Références

SatLCZ sur GEO Knowledge Hub du Group on Earth Observations (GEO), un référentiel numérique pérenne : https://doi.org/10.60566/1dgxb-0zy20

Projets SCO liés

• THERMOCITY
• Green Urban Sat

Les Actus du projet

• 2024 : La cartographie LCZ produite sur la Métropole du Grand Nancy a contribué à alimenter le projet SCO Green Urban Sat.
• 09/09/2021 : Vidéo (YouTube) SatLCZ, l’imagerie optique THR pour identifier les zones climatiques locales : extrait de la Première trimestrielle du SCO France, où le projet se présente sous l’angle « utilisation des données satellite » suivi d'un point d’avancement.
• 21/12/2021 : L'outil SatLCZ est opérationnel, une interview croisée des trois partenaires Cerema, Airbus DS GEO et CNES