Étude sur l’impact de l’expansion des espaces publics souterrains urbains sur les concentrations de monoxyde de carbone au niveau du sol

Pourquoi descendre sous terre compte pour l’air des villes

Alors que les villes du monde entier gagnent en hauteur et en densité, l’espace au niveau de la rue se raréfie. Pour y répondre, beaucoup ont commencé à construire vers le bas, ajoutant des métros, des centres commerciaux souterrains, des tunnels et des parkings. Cette étude pose une question simple mais cruciale : lorsque l’on transfère davantage de vie urbaine sous terre, l’air que nous respirons au niveau du sol devient-il réellement plus propre — et en particulier, la quantité de monoxyde de carbone, un gaz nocif issu des véhicules, diminue-t‑elle ?

Des espaces cachés sous des rues animées

Les auteurs se concentrent sur ce qu’ils appellent les espaces publics souterrains : des lieux sous nos pieds accessibles à tous, comme les stations de métro, les rues commerçantes souterraines, les places en contrebas et les parkings. À la différence des conduits ou des tunnels techniques profonds, ces espaces sont étroitement liés aux déplacements quotidiens, au commerce et au travail. Parce qu’ils peuvent accueillir des lignes de transport et des réseaux praticables à pied, ils ont le potentiel de déplacer personnes et trafic hors de la voirie de surface. Ce déplacement pourrait réduire les émissions d’échappement précisément là où l’on respire le plus : dans la couche d’air proche du sol le long des trottoirs, des traversées et des rues.

Trois villes, de nombreuses années de données

Pour observer cela dans le monde réel, les chercheurs ont examiné trois grandes villes chinoises — Shanghai, Chengdu et Jinan — qui représentent des paysages et des stades de développement souterrain différents. Shanghai est située sur une plaine côtière plate et dispose d’un réseau souterrain ancien et bien développé. Chengdu se trouve dans une cuvette à ventilation naturelle plus limitée mais construit rapidement des infrastructures souterraines. Jinan est coincée entre montagnes et rivière, avec une circulation d’air plus restreinte et un réseau souterrain plus jeune et fragmenté. En utilisant des « points d’intérêt » cartographiques marquant les installations souterraines, l’équipe a suivi où et à quelle vitesse l’espace public souterrain s’est étendu dans chaque ville entre 2015 et 2022.

Transformer des traces numériques en carte de pollution

L’étude combine ces données de localisation souterraine avec une carte haute résolution des concentrations de monoxyde de carbone, élaborée à partir de capteurs au sol, de satellites et de modèles atmosphériques. Les chercheurs ont divisé chaque ville en une fine grille de carrés d’un kilomètre de côté et ont compté le nombre d’installations souterraines apparues dans chaque carré au fil du temps. Ils ont ensuite comparé les variations du monoxyde de carbone entre zones connaissant différents niveaux de croissance des espaces souterrains — des zones sans nouveau développement à celles connaissant une expansion rapide — en utilisant des modèles statistiques pour éliminer l’influence de la géographie locale et des tendances annuelles globales.

Un air plus propre, avec des nuances locales

Dans les trois villes, les lieux où l’espace public souterrain s’est développé ont eu tendance à enregistrer des baisses plus importantes de monoxyde de carbone que les zones restées inchangées. À Shanghai et Chengdu, les cellules de la grille ayant connu une croissance souterraine rapide ont montré les déclins les plus nets, et le modèle statistique a confirmé un lien fort et cohérent : davantage de sites souterrains s’associaient à des concentrations de monoxyde de carbone plus faibles au niveau du sol. Jinan offre un récit plus complexe. Là‑bas, chaque installation souterraine supplémentaire était liée à une réduction locale relativement marquée du monoxyde de carbone, mais l’amélioration globale dans ses zones à croissance la plus rapide était moindre que dans les deux autres villes. Les auteurs suggèrent que la topographie en vallée contraignante de Jinan, son arrière‑plan industriel plus présent et son réseau souterrain encore fragmenté atténuent le bénéfice global sur la qualité de l’air.

Ce que cela signifie pour les villes de demain

Pour le grand public, la conclusion principale est claire : construire des réseaux souterrains bien connectés — en particulier des lignes de transport et des passages commerciaux reliés — peut faire plus que fluidifier la circulation et économiser de l’espace. Cela peut aussi contribuer à assainir l’air que nous respirons au niveau des rues en attirant véhicules et activités hors de la surface et en modifiant les schémas de déplacement. Toutefois, le bénéfice dépend des conditions locales telles que le relief, l’activité industrielle et la maturité et la continuité du réseau souterrain. Une planification réfléchie, adaptée au contexte de chaque ville, est essentielle si l’on veut faire de la mise en souterrain un outil fiable pour un air urbain plus propre et plus sain.

Citation: Zhuang, G., Qiu, P., Pang, L. et al. Study on the impact of urban underground public space expansion on near-ground carbon monoxide concentrations. Sci Rep 16, 12508 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42950-w

Mots-clés: espace public souterrain, qualité de l’air urbain, monoxyde de carbone, transports publics, aménagement urbain