Academic literature on the topic 'Stress thermique urbain'

Canicules et fortes chaleurs induisent un stress thermique potentiellement accru en milieu urbain. Nous examinons ici la combinaison de ces différents éléments à Dijon, à partir d’un réseau dense de stations avec des mesures horaires sur la période 2014-2021. Pour cela, nous mettons en œuvre une analyse (i) de la circulation atmosphérique synoptique et locale et (ii) des déterminants géophysiques (occupation du sol et topographie). Les cinq canicules détectées persistent 4 à 5 jours et sont associées à des situations de blocage atmosphérique de large échelle favorisant le développement d’inversions thermiques. Sur les 24 nuits étudiées : 60% sont caractérisées par un Îlot de Chaleur Urbain (ICU) excédant +3°C, une inversion thermique souvent supérieure à 0,5°C/100 m et un vent faible (<2 m/s); 30% par un ICU plafonnant à +2°C, un gradient adiabatique et un vent non négligeable (>2 m/s); 10% par un faible ICU, une faible inversion thermique et des conditions de vent variables. Des statistiques comparables sont obtenues par jours de fortes chaleurs (105 jours). Canicules et fortes chaleurs sont associées à deux structures contrastées en fonction des conditions de vent. Un vent non négligeable (>2 m/s) contribue à ventiler l’excès de chaleur de la ville et à limiter le contrôle de la topographie. En résultent des températures très homogènes sur l’ensemble de l’aire d’étude. Au contraire, un vent faible (<2 m/s) maximise le contrôle de l’occupation du sol et de la topographie sur la température de l’air. En résulte un excès de chaleur en ville. La plaine, à l’est, est relativement plus fraîche que le plateau à l’ouest, de même qu’un axe traversant l’agglomération le long du talweg et du cours d’eau (vallée de l’Ouche). Cet axe frais naturel limite l’ICU ou, a minima, favorise de relatifs Îlots de Fraîcheur Urbains nocturnes. Cette étude montre la pertinence de l’analyse combinée d’un réseau de mesures de la température de l’air, de la circulation atmosphérique et des descripteurs géophysiques pour mettre à jour les déterminants de la température de l’air et la spatialiser.

Les espaces publics ouverts, surtout les places publiques sont pour la rencontre de la population, la communication, la convivialité, etc… Afin que ces espaces jouent leur rôle, il y règne un environnement physique confortable. L’usage optimal de ces espaces mérite une connaissance détaillée de tous les éléments qui peuvent améliorer les conditions climatiques d’utilisation de ces derniers. L'objectif du présent article est d’étudier et d’analyser le rôle joué par la végétation (le végétal urbain) dans l’espace extérieur urbain; vu que c’est une composante fondamentale de ce dernier; dont elle minimise et intercepte les rayons solaires, un facteur très important du confort thermique à l’extérieur. Elle réduit les températures de l’air, génère de l’ombre, absorbe les flux radiatifs. En général, elle participe à la modification positive des ambiances physiques (chaleur, humidité, lumière,…). Sachant que les gens des villes sahariennes, (climat chaud et zone aride) cherchent à s’abriter contre les rayons solaires par tous les moyens, surtout durant la période estivale. A cette dernière, la majorité des gens sont touchés par le stress thermique, vu le manque de fraîcheur et de l’ombre, et cela, les pousse à abandonner les places publiques, et rejoindre les espaces bâtis, tout en utilisant la climatisation, qui engendra une importante consommation d’énergie (électricité). L’investigation 'in situ' a touché la dimension climatique, la température ambiante, l'humidité, l'ensoleillement, le rayonnement solaire, etc… et l’insertion du végétal urbain (par simulation) comme un masque contre les rayons solaires. Les résultats obtenus confirment le rôle primordial du végétal urbain dans la création de l’ombre, qui a amélioré le confort thermique des places publiques et ensuite la qualité de la vie urbaine. Or on s’est limité, dans cet article, à exposer un seul exemple de la recherche. Il s’agit d'une place publique (Ben Badis) de la ville de Biskra/Algérie, ville saharienne, (à climat sec et de zone aride). La technique suivie dans ce travail est une combinaison entre les mesures des facteurs climatiques nécessaires 'in situ' et la simulation par le biais d’un logiciel.

L’objectif général poursuivi est d’analyser la perception des aléas climatiques auprès des exploitants en milieu urbain. Pour ce faire, des entretiens semi-structurés et des enquêtes ont été effectués. Au total 140 exploitants disponible ont été enquêtés. Un critère d’âge de sélection des exploitants variant de 15 à 50 ans a permis de s’assurer que les stratégies développées font suite à une perception effective des changements. L’analyse des données a été faite par le logiciel Access et Excel pour le calcul des paramètres statistiques descriptifs et la réalisation de graphiques. Ces derniers observent l’existence des paramètres climatiques qui interviennent dans leur pratique à 90%. Les résultats de la recherche révèlent que 66 % des exploitants ont un niveau d’instruction assez bas. Face aux aléas climatiques les exploitants mettent en œuvre des stratégies durables d’adaptations qui participent à l’amélioration des rendements.80 % des exploitants font recourt aux variétés locales et adoptent des stratégies diverses à la pratique d’irrigation et Le drainage et le curage des cours d’eau (30%) ;adoption des variétés résistantes au stress thermique et de variétés de cycle court (65%), décalage des dates de semis et irrigation (15%).Les principaux déterminants de l’adoption des stratégies adaptatives sont variables de perception. De ce fait, la nature et l’efficacité des stratégies utilisées mettent en évidence le caractère vulnérable des exploitants par des contraintes matérielles, financières et techniques et l’accès à l’information. Ainsi, malgré les stratégies mises en place, les exploitants sont soumis d’une part à une vulnérabilité tant sociale qu’aux vulnérabilités de production. The general objective is to analyze the perception of climatic hazards among farmers in urban areas. To do this, semi-structured interviews and surveys were conducted. A total of 140 available farmers were surveyed. An age criterion for the selection of farmers ranging from 15 to 50 years old was used to ensure that the strategies developed were based on an effective perception of changes. The data was analyzed using Access and Excel software to calculate descriptive statistical parameters and to produce graphs. The graphs show the existence of climatic parameters that are involved in 90% of their practices. The results of the research reveal that 66% of the farmers have a fairly low level of education. Faced with climatic hazards, farmers implement sustainable adaptation strategies that help improve yields. 80% of farmers use local varieties and adopt various strategies for irrigation and drainage (30%); adoption of heat stress resistant varieties and short cycle varieties (65%); and shifting of sowing dates and irrigation (15%).The main determinants of the adoption of adaptive strategies vary in perception. As a result, the nature and effectiveness of the strategies used highlight the vulnerability of farmers due to material, financial and technical constraints and access to information. Thus, despite the strategies implemented, farmers are subject to both social and production vulnerabilities.

RésuméCet écrit se veut une synthèse des principales trouvailles afférentes aux études de terrain conduites annuellement de 1997 à 2006 en zones intertidales du fjord du Saguenay, et de celles situées autour de sa confluence avec l’estuaire du Saint-Laurent, dans le but de mieux comprendre les stress anthropiques auxquels est soumise la mye commune (Mya arenaria), bivalve ubiquiste de ces habitats sédimentaires. À l’aide d’une batterie variée de biomarqueurs, lesquels ont fait l’objet de mesures chez l’animal entier, certains de ses tissus ou cellules, nous avons pu mettre en évidence divers effets écotoxiques qui sont vraisemblablement imputables aux sources (urbaines, industrielles, portuaires, diffuses ou atmosphériques) de contamination chimique impactant le Saguenay. Dépendant du site et de ses caractéristiques pollutionnelles, nous avons noté des dérèglements de santé chez la mye qui incluent des effets sur son système reproducteur (divers types de perturbation endocrine associés aux substances estrogéniques, aux métaux ou aux TBT), sur son système immunitaire (stimulation ou dépression d’immunocompétence jaugée par la capacité de phagocytose d’hémocytes), ainsi que des effets cumulatifs de polluants qui se traduisent par des réponses, à la hausse ou à la baisse, de biomarqueurs de défenses (e.g., métallothionéines, CYP1A1, glutathione S-transférases), de dommages (e.g., augmentation de brins d’ADN, augmentation de l’activité de cyclo-oxygénase témoignant d’inflammation, peroxydation des lipides) et morphologiques (e.g., inhibition de croissance, baisse d’indice gonado-somatique). Nous démontrons aussi une plus grande dépense en énergie au niveau mitochondrial (transport d’électrons mitochondrial dans la gonade ou glande digestive) chez les myes de zones impactées, laquelle semble pouvoir être exacerbée en conditions de stress thermiques que laissent présager les changements climatiques à venir. Au final, ce bilan d’études de biomarqueurs confirme l’utilité du modèle bivalveMya arenariacomme bio-indicateur de la qualité hydrique du Saguenay et il renseigne sur les divers affronts que subissent ces invertébrés dans ce milieu toujours aux prises avec des sources de contamination variées. D’autres études envisagées affineront nos connaissances au sujet des risques cumulatifs liés à la contamination chimique du fjord.

Les zones urbaines sont les principaux lieux de résidence des personnes et sont vulnérables aux conditions météorologiques exaspérantes telles que le stress thermique. Les périodes de vagues de chaleur se reproduisent de plus en plus dans l'atmosphère actuelle, et elles sont connues pour constituer une menace sérieuse et majeure pour la santé des êtres humains partout dans le monde. Les îlots de chaleur urbains et les canicules augmentent les risques thermiques en zone urbaine et la vulnérabilité de la population urbaine. L'augmentation du nombre de vagues de chaleur dans les zones urbaines est devenue une préoccupation importante en raison de ses effets néfastes sur la santé humaine et les activités économiques. L'objectif de ce travail est d'identifier la sensibilité du confort thermique et de leurs variables d'action, la modélisation des contraintes thermiques à l'aide des variables météorologiques les plus influentes, l'identification des facteurs de risque et de mettre en évidence la corrélation des tendances météorologiques et des paramètres influents, les solutions d'atténuation de la chaleur stress et aide mathématique à la prise de décision. Plusieurs techniques d'apprentissage automatique et profond ont été utilisées pour la modélisation dynamique du système du confort thermique. Des résultats optimisés sont obtenus à partir du modèle Gated Recurrent Unit (GRU) qui est utilisé pour le développement d'un outil de simulation web permettant aux habitants d'évaluer leur niveau de confort en fonction des conditions météorologiques. Une carte d'indice de vulnérabilité à la chaleur a été développée pour indiquer la vulnérabilité des occupants en tenant compte de différents aspects dans une ville de taille moyenne tels que la planification, les espaces verts, la densité, l'énergie, la qualité de l'air, les plans d'eau et les épisodes de chaleur extrême. Les résultats obtenus ont mis en évidence que la mauvaise qualité de l'air et les épisodes de chaleur sont interdépendants, ce qui attire l'attention des décideurs à prendre des mesures supplémentaires dans les lieux à haut risque. La surveillance sur le terrain est effectuée à l'aide de capteurs et d'une caméra thermique pour mesurer les variables pertinentes et prendre des mesures pour minimiser les effets du stress thermique. Au final, des méthodes d'aide à la décision multicritères ont été appliquées pour le développement initial d'un outil d'aide à la décision pour la sélection d'interventions de résilience thermique urbaine qui permet une utilisation flexible, dynamique et prédictive pour les concepteurs et les utilisateurs
Urban areas are the prevalent places of residence for people and are vulnerable to exasperating weather conditions such as heat stress. Periods of heat waves are increasingly reoccurring in the current atmosphere, and they are known to pose a serious and major threat to the health of human beings all over the world. Urban heat islands and heat waves increase thermal risks in urban areas and the vulnerability of the urban population. The increase in the number of heat episodes in urban areas has become a significant concern due to its adverse effects on human health and economic activities. The objective of this work is to identify the sensitivity of thermal comfort and their action variables, the modeling of thermal stress using the most influential meteorological variables, the identification of risk factors and highlight the correlation of meteorological trends and influencing parameters, solutions for mitigating heat stress and mathematical support for decision-making. Several machine and deep learning techniques were used for the system dynamic modeling of the thermal comfort. Optimized results are obtained from the Gated Recurrent Unit (GRU) model which is used for the development of a web simulation tool allowing the inhabitants to evaluate their level of comfort according to the weather conditions. A heat vulnerability index map has been developed to indicate the vulnerability of occupants considering different aspects in a medium-sized city such as planning, green space, density, energy, quality air, water bodies and extreme heat events. The obtained results highlighted that poor air quality and heat events are interrelated, which draws the attention for decision-makers to intervene the additional measures in high-risk places. Field monitoring is carried out using sensors and a thermal camera to measure relevant variables and take action to minimize the effects of heat stress. In Last, multi-criteria decision-making methods were applied for the initial development of a decision support tool for the selection of urban heat resilience interventions that allows flexible, dynamic, and predictive use for designers and the users

La végétation influence le climat urbain de l'échelle de la rue à l'échelle de la ville. Les arbres de rue, en particulier, constituent une technique alternative à l'atténuation de l'îlot de chaleur urbain et à l'amélioration du confort thermique. Ils modifient les bilans radiatif et énergétique en interceptant et absorbant une partie du rayonnement solaire incident, créent de l'ombre, augmentent l'humidité relative de l'air par évapotranspiration et modifient également les écoulements d'air dans le canyon urbain. Le modèle TEB est un des rares modèles de climat urbain prenant en compte la végétation. Il intègre des paramétrisations dédiées à la végétation basse dans les canyons urbains et aux toitures végétalisées, et peut représenter les interactions de petite échelle entre les surfaces minéralisées, la végétation et l'atmosphère. Dans le cadre de cette thèse, une paramétrisation a été implémentée dans TEB pour modéliser les aspects radiatifs, énergétiques et aérauliques liés à la présence d'arbres de rue dans l'espace urbain. Une canopée arborée explicite a été intégrée dans le canyon urbain au-dessus de la chaussée et des jardins. Le modèle ISBA est utilisé pour représenter les strates haute et basse de la végétation. Les calculs radiatifs du modèle TEB ont été modifiés afin de prendre en compte les effets d'ombrage et d'atténuation du rayonnement solaire et IR liés à la présence de cette canopée, et les interactions IR entre l'ensemble des éléments urbains du canyon. Une évaluation du bilan radiatif a été réalisée grâce à une comparaison avec le modèle architectural d'ensoleillement à haute résolution SOLENE, sur la base de simulations de canyons urbains idéalisés et pour différentes configurations d'arbres de rue. Les flux d'énergie calculés par ISBA selon l'approche \textit{big leaf} ont ensuite été désagrégés entre les contributions de la végétation haute et basse. Les flux des arbres ont été redistribués sur la verticale de façon à modifier le microclimat à hauteur réaliste vis-à-vis de la position de la canopée arborée. Un effet de traînée lié à la présence de la canopée arborée a été intégré dans les équations de quantité de mouvement et d'énergie cinétique turbulente résolues par la paramétrisation de couche limite de surface de TEB pour le volume d'air au sein du canyon. Une évaluation en cas réel de cette nouvelle version du modèle a été conduite sur un site expérimental, à savoir une cour semi-fermée aménagée avec des arbres et où ont été collectées différentes variables microclimatiques. Les résultats montrent des améliorations considérables quant à la modélisation des températures de surface des murs et du sol, de la température de l'air sous la canopée arborée, et de la vitesse du vent. Ces implémentations visent à simuler de façon plus réaliste différentes stratégies d'adaptation par la végétalisation et d'évaluer leurs performances sur l'atténuation de l'îlot de chaleur urbain, le confort thermique, et la consommation d'énergie des bâtiments
Vegetation influences the urban climate, from road to city scale. Street trees implementation is an alternative technic to reduce the urban heat island and to improve the thermal comfort. They modify the radiative and energetic balances by intercepting and absorbing a part of the solar radiation, provide shade, increase the humidity with evapotranspiration, and alter the air flow in the urban canyons. The TEB model is one the rare urban climate models taking into account vegetation. It integrates parameterizations dedicated to low vegetation and green roofs. It can represent the small-scale interactions between mineral surfaces, vegetation and the atmosphere. During this PhD thesis, a parameterization has been developed to model the radiative, energetic and dynamical effects of street and garden trees in urban spaces. An explicit tree canopy has been integrated into the urban canyon, above gardens but also streets. The ISBA vegetation scheme has been used, and included in TEB, to represent these vegetated entities (both low and high strata). The radiative computations of the TEB model have been improved in order to represent the shading and attenuation of radiation due to trees, as well as all the infra-red interactions between the urban elements. An evaluation of the radiative budget has been done thanks to a comparison with the high- resolution architectural model SOLENE, using numerous different urban canyons with several layouts of tree canopies. Then, the energy fluxes computed by ISBA have been dis- aggregated between contributions from high and low vegetation. Fluxes allocated to the trees have been redistributed on the vertical in order to alter the microclimate at realistic height, i.e. respecting the position of the tree crown. A specific drag force of trees on the airflow is simulated. An evaluation has been done on a real experimental site in a canyon-like courtyard with trees where several microclimatic data were collected. The results show an impressive improvement of the surface temperatures of walls and ground, air temperature and wind speed. In the future, these implementations will allow to simulate more realistically several adaptation strategies using greening at city scale, and to evaluate their efficiency in terms of urban heat island mitigation, improvement of human comfort and building energy consumption

L'interaction des phénomènes de transfert de chaleur et de masse dans un tissu urbain avec les apports anthropiques participent à l'îlot de chaleur urbain et à la dégradation de la performance énergétique des bâtiments. L'objectif de cette étude est de définir l'impact de la modification des propriétés radiatives aux façades des bâtiments qui peut être réalisée par l'utilisation de revêtements sélectifs colorés récemment développés pour les toitures. Les flux sensibles et l'impact sur les bâtiments sont étudiés pour une morphologie caractéristique des milieux urbains denses, la rue canyon. Un suivi expérimental mené sur des surfaces élémentaires de propriétés radiatives différentes nous a permis de développer par une méthode d'optimisation un procédé de détermination simultané du coefficient de convection et des absorptivités solaires effectives sur la période de mesure. L'utilisation de peintures sélectives dans la configuration canyon retenue est ensuite analysée expérimentalement. Pour cela une maquette (1/10ème) de scène urbaine a été conçue sur la base de 5 rangées de cuves de béton creux qui ont fait l'objet de mesures de températures et de flux radiatifs. Dans un premier temps, le traitement de deux mois de mesures a permis de caractériser les évolutions de champs de températures liés à cette forme urbaine. Par la suite, trois configurations de propriétés radiatives aux façades ont été étudiées simultanément et ont permis d'analyser les modifications spécifiques sur les champs de température, de sur-faces et d'air. Afin d'estimer les économies d'énergie réalisables sur un bâtiment réel ainsi que l'impact sur son environnement proche, une étude paramétrique des revêtements de façade et de la chaussée a été effectuée par des simulations de l'interaction du bâti et du micro-climat. Les méthodes et expériences établies dans cette étude nous permettent d'envisager le développement du traitement des façades et de la caractérisation de leurs performances globales.