Etude d’impact d’îlots de chaleur urbains

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Expertise en étude des îlots de chaleur urbains (ICU)

EOLIOS est expert en simulation numérique pour vos centres villes

Chez EOLIOS, nous mobilisons nos compétences croisées CFD, chaleur entropique, climatisation, métrologie de terrain et analyse microclimatique pour comprendre, anticiper et limiter les effets des îlots de chaleur urbains (ICU).

Comprendre le phénomène d’îlot de chaleur urbain

Un effet local aux conséquences globales

Les îlots de chaleur urbains sont le résultat d’une combinaison de facteurs structurels et environnementaux liés à l’aménagement des villes. Il naît d’une densité bâtie élevée qui limite la ventilation naturelle, d’une forte emprise minérale au sol avec des matériaux comme le bitume ou le béton qui emmagasinent la chaleur, et d’un manque de végétation ou de surfaces rafraîchissantes comme les plans d’eau. La configuration des voiries, les matériaux à faible albédo et à forte inertie thermique, ainsi que l’orientation des bâtiments, contribuent à piéger la chaleur dans le tissu urbain, particulièrement la nuit où les températures restent anormalement élevées par rapport aux zones rurales voisines.

Ce phénomène ne se limite pas à une simple élévation de température. Il entraîne des conséquences concrètes sur la qualité de vie et le fonctionnement des villes. Il augmente l’inconfort thermique, notamment pendant les périodes estivales, et met en péril la santé des populations vulnérables. Il renforce aussi les épisodes de pollution atmosphérique, en favorisant la stagnation des masses d’air chaud chargées de polluants. Sur le plan énergétique, il alourdit les besoins en refroidissement des bâtiments, ce qui se traduit par une augmentation de la consommation électrique et, paradoxalement, par une contribution indirecte au réchauffement global.

Facteurs contributifs aux îlots de chaleur urbains

L’îlot de chaleur incarne ainsi une problématique locale aux répercussions globales. Il met en tension les infrastructures urbaines, fragilise les équilibres écologiques et questionne la capacité de nos villes à faire face aux épisodes climatiques extrêmes. Sa compréhension fine et sa prise en compte dès les phases de conception urbaine deviennent aujourd’hui essentielles pour construire des territoires plus durables, plus résilients et plus confortables à vivre.

Identifier les zones sensibles et les mécanismes en jeu

L’îlot de chaleur urbain ne se manifeste pas de manière uniforme à l’échelle d’une ville. Chaque quartier, chaque rue développe sa propre signature thermique, en fonction de son architecture, de ses usages, de sa densité végétale ou encore de sa capacité à échanger de l’énergie avec l’atmosphère. C’est dans cette hétérogénéité que résident les clés d’une stratégie d’adaptation efficace.

Chez EOLIOS, nous mobilisons des méthodes de diagnostic rigoureuses pour révéler les zones les plus sensibles. À travers des campagnes de mesures in situ — températures de surface, humidité relative, flux de rayonnement, vitesses d’air au niveau piéton — croisées avec une analyse fine de l’occupation du sol, des matériaux utilisés et des géométries urbaines, nous parvenons à cartographier avec précision les espaces à risque. Ces investigations permettent de repérer, par exemple, des cours intérieures totalement minéralisées, des façades sombres fortement absorbantes, des poches d’air stagnantes entre les immeubles, ou encore des linéaires commerciaux surexposés à la chaleur.

Mais au-delà du constat, notre valeur ajoutée réside dans notre capacité à expliquer les phénomènes à l’œuvre. Grâce à notre maîtrise combinée de la métrologie et de la simulation numérique, nous mettons en évidence les mécanismes physiques précis qui alimentent les déséquilibres thermiques : inertie excessive des revêtements, manque de rafraîchissement nocturne, orientation défavorable des axes de circulation de l’air, etc.

Cartographier et mesurer les ICU

Des relevés sur le terrain aux cartes de vulnérabilité

La cartographie des îlots de chaleur urbains nécessite une connaissance fine du terrain et une exploitation rigoureuse des données. Elle combine mesures in situ et relevés de données météorologiques afin de visualiser et de comprendre les dynamiques thermiques à l’échelle du quartier.

Nous déployons des capteurs temporaires pour enregistrer les températures de surface et de l’air, l’humidité relative et la vitesse du vent. Ces campagnes de mesure sont menées à différents moments de la journée, notamment pendant les épisodes chauds, afin de capter les contrastes thermiques les plus significatifs :

Des données de sources tierces pour l’occupation du sol et les formes urbaines,
Des relevés sur site (nature des matériaux, perméabilité des sols, ombrage),
Des informations climatiques locales (exposition au vent, ensoleillement),
Des modèles numériques du terrain pour identifier les zones enclavées.

Etude aéraulique à l'échelle d'un quartier

Ce croisement de données permet d’élaborer des cartes de température très lisibles, montrant les écarts thermiques intra-urbains et localisant précisément les poches de chaleur, les corridors de fraîcheur ou les zones à fort potentiel d’amélioration.

Grâce à ces outils, les aménageurs et collectivités disposent d’une base solide pour objectiver les priorités d’intervention, évaluer l’efficacité des solutions d’adaptation envisagées, et intégrer les îlots de chaleur urbains (ICU) dans les politiques d’urbanisme climatique.

Visualiser les écarts et comprendre les causes

L’îlot de chaleur urbain prend racine dans la morphologie même de la ville. Grâce à l’analyse spatiale, EOLIOS met en évidence les liens entre configuration urbaine et élévation des températures : rues étroites, absence de végétation, matériaux stockant la chaleur ou bâti dense sont autant de facteurs identifiables et cartographiables.

En croisant relevés thermiques et indicateurs urbains, nous objectivons les zones les plus exposées. Cette approche permet de dépasser l’observation visuelle pour cibler les véritables moteurs de la surchauffe.

EOLIOS accompagne ainsi les décideurs dans la hiérarchisation des priorités d’intervention, en traduisant des écarts de température en leviers concrets d’aménagement.

Simuler l’impact microclimatique d’un projet

Intégrer le microclimat dès la phase de conception

Les choix architecturaux et paysagers influencent directement le climat local d’un quartier. C’est pourquoi EOLIOS intègre dès les premières phases de projet une analyse fine des impacts microclimatiques à l’aide de simulations CFD (écoulement de l’air, température, rayonnement) et de modélisations thermiques multi-échelles. Ces outils permettent d’anticiper les effets d’un bâtiment ou d’un aménagement sur son environnement immédiat : répartition des zones d’ombre, création de poches d’air chaud, évolution des températures entre le jour et la nuit, interaction avec les masses d’air environnantes.

Cette approche préventive permet de guider les choix d’implantation, de morphologie, de matériaux ou de nature des sols, afin de limiter l’aggravation des îlots de chaleur et de renforcer la résilience climatique des projets. Elle est particulièrement précieuse dans les secteurs denses, en renouvellement urbain ou en mutation rapide. En intégrant ces paramètres dès l’amont, EOLIOS aide les concepteurs à faire du microclimat un critère de qualité durable.

Avant modification du quartier

Après modification du quartier

Répartition de la température au sol lors de la modification d'un quartier

> En savoir plus : Etude de l’impact des îlots de chaleur formés par les datacenters

Optimiser la forme urbaine pour limiter la surchauffe

La configuration du tissu urbain influence directement la manière dont la chaleur s’accumule et se dissipe. Nous analysons l’impact de la forme urbaine sur les flux d’air, les échanges radiatifs et les capacités de rafraîchissement passif, à travers des simulations numériques spécifiques. En comparant plusieurs variantes de plan masse ou d’implantation bâtie, nous identifions les agencements les plus efficaces pour :

Favoriser la circulation de l’air et le renouvellement nocturne,
Maximiser les zones d’ombre portée en journée,
Éviter les effets d’accumulation thermique dans les rues étroites ou enclavées,
Préserver les continuités végétales et les sols perméables,
Limiter l’effet de masse thermique dans les secteurs les plus denses.

Cette démarche permet de calibrer les choix d’aménagement tout en assurant une cohérence avec le contexte urbain environnant. En intervenant dès l’esquisse du projet, elle aide les concepteurs à bâtir des formes urbaines mieux adaptées aux défis climatiques.

Concevoir des stratégies d’adaptation

Tester des solutions fondées sur la nature

Face à l’intensification des phénomènes de surchauffe urbaine, les solutions fondées sur la nature constituent des leviers puissants et durables pour améliorer le confort climatique. Elles sont intégrées dans les modélisations pour évaluer de manière précise leur efficacité à l’échelle d’un îlot ou d’un quartier. Qu’il s’agisse de végétaliser une place minérale, d’introduire un couvert arboré plus dense, de mettre en œuvre des toitures ou des façades végétalisées, ou d’appliquer des revêtements à fort albédo, chaque stratégie est testée virtuellement dans son contexte réel.

Mise en place de façades végétalisées

Les simulations permettent de visualiser les effets thermiques attendus — abaissement des températures de surface et ambiantes, amélioration du confort ressenti, augmentation du taux d’humidité ou du renouvellement d’air — tout en tenant compte des spécificités du site et des usages. Cette approche facilite la hiérarchisation des actions et le choix des solutions les plus adaptées en fonction des objectifs du projet. Grâce à son expertise croisée en thermique urbaine, simulation microclimatique et planification environnementale, elle accompagne les collectivités et les concepteurs dans la mise en œuvre de stratégies d’adaptation résilientes, mesurables et contextualisées.

Définir des plans d’action climatiques locaux

L’étude des îlots de chaleur urbains ne se limite pas à un diagnostic ponctuel : elle s’inscrit dans une démarche prospective de planification territoriale. Grâce à la modélisation microclimatique et à l’approche par jumeau numérique urbain, il est possible de simuler l’évolution des conditions thermiques en fonction de différents scénarios : densification du tissu bâti, réduction des surfaces végétalisées, changement des matériaux de sol, ou encore développement de nouveaux quartiers.

Ces analyses nourrissent des documents stratégiques tels que les PCAET, les PLU bioclimatiques ou les feuilles de route d’adaptation climatique portées par les collectivités. Elles offrent une vision tangible des impacts à moyen et long terme de certaines décisions d’aménagement, et permettent d’objectiver les arbitrages à opérer pour améliorer la résilience urbaine.

En apportant des données spatialisées, des cartographies comparatives et des visualisations dynamiques, cette approche contribue à outiller les décideurs pour faire des choix éclairés, alignés avec les enjeux de confort, de santé publique et de transition énergétique.

Accompagner les décideurs dans la mise en œuvre

Produire des indicateurs pour orienter l’action publique

Pour qu’une stratégie d’adaptation soit pertinente et suivie dans le temps, elle doit s’appuyer sur des indicateurs fiables, reproductibles et lisibles. Grâce à ses outils de simulation microclimatique et de visualisation cartographique, il est possible de produire des indicateurs directement exploitables par les collectivités : intensité et extension des îlots de chaleur, évolution des températures ressenties, ou encore gain thermique associé à une végétalisation.

Exemple de toiture végétalisée

Ces données permettent de comparer différents scénarios d’aménagement, de hiérarchiser les priorités d’action et de suivre l’efficacité des mesures mises en œuvre dans la durée. Elles favorisent également la transparence et l’appropriation des enjeux climatiques par l’ensemble des acteurs, élus comme citoyens. En mettant la donnée au service du projet urbain, cette approche renforce la capacité des territoires à engager des politiques d’adaptation cohérentes, mesurées et ambitieuses.

Faciliter la concertation et la sensibilisation

L’un des freins majeurs à la lutte contre les îlots de chaleur urbains réside dans leur caractère diffus et peu perceptible à l’œil nu. Pour dépasser cette limite, il est possible de produire des représentations visuelles explicites — cartes thermiques comparatives, coupes illustrées, animations vidéo — qui traduisent les écarts de température, les flux d’air ou l’effet des matériaux et de la végétalisation de manière intuitive.

Ces supports deviennent des outils puissants de dialogue, que ce soit dans le cadre d’une réunion publique, d’une concertation avec les habitants, ou d’un échange entre maîtres d’ouvrage et collectivités. En rendant tangibles les bénéfices d’un aménagement ou les risques d’un scénario, ils renforcent l’adhésion aux projets, facilitent la prise de décision collective et participent à la diffusion d’une culture climatique partagée à l’échelle du quartier ou du territoire.

EOLIOS : Des outils pour des villes plus résilientes

Les îlots de chaleur ne sont plus une simple donnée d’observation : ce sont aujourd’hui des indicateurs de vulnérabilité urbaine, mais aussi des leviers de transformation. En les objectivant par la mesure et en les simulant dans des contextes concrets, il est possible de concevoir des environnements urbains plus confortables, plus vivables et plus durables.

Notre approche rigoureuse, mêlant expertise terrain, modélisation avancée et représentation accessible, s’adapte à tous les échelons de projet : diagnostic de site existant, conception de nouveaux quartiers, révision de documents d’urbanisme, aide à la décision pour des aménagements climato-résilients.

Vous souhaitez quantifier les effets d’un projet sur le microclimat local ? Vous cherchez des solutions concrètes pour atténuer les surchauffes estivales dans votre ville ? Prenez contact avec nos experts pour un diagnostic personnalisé et une étude sur mesure.