MORICHI : un jeu de données pour étudier la surchauffe urbaine lors d’épisodes de chaleur extrême dans un climat continental humide à étés chauds

Pourquoi les villes chaudes comptent pour la vie quotidienne

Partout dans le monde, les habitants des villes ressentent des étés plus chauds, et pas seulement à cause du changement climatique. Les rues, trottoirs et bâtiments absorbent le soleil le jour et restituent lentement cette chaleur la nuit, transformant des quartiers en îlots de chaleur persistants. Cette chaleur supplémentaire, cumulée aux vagues de chaleur, peut solliciter les réseaux électriques, rendre les logements inconfortables et mettre la santé en danger — en particulier pour les personnes vulnérables. Pourtant, les scientifiques manquent souvent de mesures détaillées au niveau de la rue pour comprendre comment cette chaleur s’accumule et où elle est la plus intense. Cet article présente MORICHI, un nouveau jeu de données ouvert provenant de Pittsburgh qui capture à la fois les conditions météorologiques et des « photos de chaleur » infrarouges d’un pâté de maisons lors d’un épisode réel de chaleur extrême, offrant aux chercheurs — et, à terme, aux urbanistes et au public — de nouveaux outils pour comprendre et réduire la chaleur urbaine dangereuse.

Comment une rue unique raconte une histoire plus large

L’étude se concentre sur un canyon urbain typique sur le campus de Carnegie Mellon University à Pittsburgh. Deux immeubles de hauteur moyenne bordent une route avec trottoirs, arbres et pelouses, formant une configuration qui ressemble beaucoup au tissu résidentiel de la ville. Pittsburgh se situe dans un climat continental humide à étés chauds, un type partagé par de nombreuses régions du nord-est des États-Unis, certaines parties de l’Europe et de l’Asie de l’Est. Jusqu’à présent, il existait très peu de données détaillées sur la chaleur pour ces climats, même s’ils devraient connaître des vagues de chaleur plus fréquentes et plus longues. En instrumentant soigneusement cette rue représentative, les chercheurs ont créé un laboratoire local dont les enseignements peuvent être étendus à d’autres villes au climat et à la morphologie urbaine similaires.

Observer le temps du point de vue d’un piéton

Quatre stations météorologiques compactes ont été installées à deux mètres du sol — à peu près à la hauteur de la tête d’une personne — deux dans une zone de jardin et deux dans le canyon de la rue. Pendant près de deux mois durant l’été 2024, elles ont enregistré la température de l’air, l’humidité, le vent, la pluie et des mesures liées au confort toutes les cinq minutes. Cette période comprenait une vague de chaleur intense avec des températures l’après-midi atteignant environ 36 degrés Celsius et des nuits chaudes autour de 24 degrés. Parce que les mesures ont été prises là où les gens se promènent et s’installent réellement, elles reflètent les conditions ressenties par les piétons et les travailleurs en extérieur, plutôt que les moyennes lissées provenant de tours sur les toits ou d’aéroports éloignés.

Mesurer la température de la ville pixel par pixel

Pour voir comment différentes surfaces — chaussée, trottoirs, murs en brique, façades vitrées, arbres et même une centrale de refroidissement sur un toit — chauffent et se refroidissent, l’équipe a installé une caméra thermique infrarouge en hauteur sur un bâtiment voisin. La caméra regardait le canyon de la rue et enregistrait une image thermique chaque seconde, produisant des centaines de milliers d’images au cours de la campagne. Chaque pixel de ces images correspond à une petite zone de surface avec sa propre température apparente. Un capteur de contact soigneusement protégé sur le trottoir a fourni un « point de vérité » permettant aux chercheurs d’étalonner la caméra, maintenant les erreurs de température de surface à environ 1,7 degré Celsius. Des vérifications éthiques et une position d’observation distante ont garanti que les personnes apparaissant dans les images ne pouvaient pas être identifiées.

Transformer des mesures brutes en une ressource partagée

Le jeu de données MORICHI ainsi obtenu représente plus d’un téraoctet d’informations et est librement disponible sous licence ouverte dans un dépôt international de données de recherche. Les relevés météorologiques sont stockés dans des fichiers tabulaires simples, tandis que les images thermiques sont sauvegardées en séquences spécialisées conservant le détail radiométrique complet et la synchronisation. Une bibliothèque logicielle Python dédiée aide les utilisateurs à aligner les différents horodatages, extraire des séries de températures pour des surfaces spécifiques et traiter les images sans avoir besoin d’outils propriétaires. Les auteurs ont testé la qualité des données, montrant que les mesures météorologiques et les images infrarouges sont stables dans le temps et contiennent très peu de bruit, même pendant les jours les plus chauds et les heures nocturnes.

Ce que cela signifie pour des villes plus fraîches et plus sûres

Concrètement, MORICHI offre aux scientifiques, ingénieurs et urbanistes un film détaillé montrant comment la chaleur s’accumule et se déplace dans une rue urbaine réelle lors d’un épisode de chaleur extrême. Grâce à ces données, ils peuvent vérifier si les modèles informatiques du climat urbain se comportent de manière réaliste, ou entraîner de nouvelles méthodes fondées sur les données pour prédire les points chauds. Ils peuvent comparer le pouvoir rafraîchissant des arbres et des pelouses à l’effet réchauffant de l’asphalte, du trafic et des rejets thermiques des installations sur les toits. Les enseignements tirés de ce jeu de données peuvent aider les villes de climats similaires à concevoir des rues, des bâtiments et des espaces verts qui restent plus confortables pendant les vagues de chaleur, rendant la vie urbaine plus sûre et plus résiliente à mesure que la planète se réchauffe.

Citation: Martin, M., Garcia-Sanchez, C., Stoter, J. et al. MORICHI: a Dataset to Study Urban Overheating during Extreme Heat in a Hot-Summer Humid Continental Climate. Sci Data 13, 404 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06763-w

Mots-clés: chaleur urbaine, vagues de chaleur, imagerie thermique, données microclimatiques, Pittsburgh