Variations thermiques et compacité urbaine : développement d’indices d’îlot de chaleur urbain par télédétection

Pourquoi la chaleur urbaine importe dans la vie quotidienne

Lors des journées d’été chaudes, de nombreux citadins ont l’impression que trottoirs, murs et places continuent d’émettre de la chaleur bien après le coucher du soleil. Cette étude examine pourquoi cela se produit dans une ville européenne de taille moyenne et ce que cela signifie pour ses habitants. En retraçant la croissance et les transformations de la ville de Białystok en Pologne sur près de trois décennies, les auteurs montrent comment des modes de construction plus denses et davantage de surfaces bitumées peuvent transformer de larges secteurs d’une ville en zones chaudes persistantes, et quels types d’espaces verts contribuent à rafraîchir l’ensemble.

Suivre la chaleur d’une ville depuis l’espace

Pour comprendre l’accumulation de chaleur à Białystok, les chercheurs ont utilisé des images satellites de 1994 et 2022. Ces images mesurent la température de surface du sol, qui rend compte de la chaleur des sols et des toitures plutôt que de la température de l’air à l’ombre. L’équipe a aussi analysé des cartes détaillées de l’usage du sol — logements, usines, routes, champs, forêts et parcs — et la part de sol couverte par des matériaux durs et imperméables comme l’asphalte et le béton. La combinaison de ces jeux de données leur a permis de dresser la carte des zones où la surface est sensiblement plus chaude que la moyenne urbaine, un phénomène connu sous le nom d’îlot de chaleur de surface.

Comment l’îlot de chaleur s’est étendu dans le temps

L’analyse montre que si la journée la plus chaude du relevé remonte à 1994, la configuration thermique de 2022 est plus préoccupante. En 1994, les zones les plus chaudes formaient des taches éparses, et le noyau le plus chaud épargnait une grande partie du centre historique. En 2022, la surface totale de ces zones chaudes a augmenté, les taches individuelles se sont fusionnées en un large noyau chauffé, qui recouvrait désormais le centre-ville. Globalement, la part de la ville affectée par des excès de chaleur de surface est passée à environ un tiers de sa superficie, et une vaste zone de surchauffe chronique chevauche désormais des quartiers résidentiels, de services et industriels de longue date.

Béton, arbres et puissance des petits changements

Le couvert terrestre s’est avéré central dans ces transformations. Entre 2006 et 2018, une grande partie des terres agricoles de Białystok a été convertie en nouveaux logements, routes et zones commerciales, augmentant la part des surfaces artificielles. Les mesures satellitaires de verdure confirment que les endroits bien végétalisés ont tendance à être plus frais, tandis que les surfaces nues ou pavées sont plus chaudes. Les parcs, larges et riches en arbres, étaient de plusieurs degrés plus frais que de petites placettes, montrant que la taille, la couverture arborée et la connectivité des espaces verts jouent tous un rôle pour le rafraîchissement. L’étude montre aussi que lorsque la part de surfaces imperméables dans une zone augmente de 10 %, la température de surface peut grimper de plus de 0,6 degré Celsius, surtout lorsque l’on part d’un sol relativement vert et ouvert.

Quand la densité rencontre l’exposition à la chaleur

La forme compacte de la ville rapproche habitants, emplois et services, mais elle concentre aussi la chaleur. Les chercheurs ont établi un lien étroit entre l’usage du sol et la probabilité qu’une zone se situe à l’intérieur de l’îlot de chaleur. Les îlots résidentiels denses, les grands centres commerciaux, les toitures industrielles et les corridors de transport fortement pavés figuraient souvent parmi les points les plus chauds. En revanche, les zones pavillonnaires de faible ou moyenne densité situées à proximité de parcs, forêts ou champs avaient tendance à rester plus fraîches. À partir des données de population, l’équipe estime qu’environ 75,5 % des habitants de Białystok vivaient dans des lieux ayant connu des conditions d’îlot de chaleur lors d’une journée chaude et ensoleillée en 2022, et que cette exposition est répartie de manière inégale entre les quartiers.

Ce que cela implique pour des villes plus fraîches et plus saines

Pour un non-spécialiste, le message principal est que la manière dont une ville construit et imperméabilise son sol influe directement sur la chaleur de ses surfaces et sur le nombre de personnes exposées. Les auteurs montrent qu’à mesure que Białystok devient plus compacte et remplace champs et terrains ouverts par des surfaces scellées, les zones chaudes risquent de se propager et de se rejoindre à moins que des mesures de rafraîchissement ne soient mises en œuvre. Ils préconisent que les urbanistes régulent la quantité de sol imperméabilisé, protègent et étendent de vastes espaces verts bien connectés, et portent une attention particulière aux premiers stades d’imperméabilisation d’un secteur autrefois verdoyant, car c’est alors que la température augmente le plus rapidement. Ces enseignements tirés d’une ville constituent un guide pratique pour d’autres zones urbaines en croissance qui cherchent à concilier densité et protection contre les vagues de chaleur extrême.

Citation: Antochów, A., Banaszuk, P. & Kamocki, A. Thermal variations and urban compactness: developing UHI indices using remote sensing. Sci Rep 16, 16525 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44995-3

Mots-clés: îlot de chaleur urbain, température de surface du sol, densification urbaine, surfaces imperméables, espaces verts urbains