Transformations urbaines et variations du microclimat : application au centre ancien de Nantes et proposition d'un indicateur "morpho-climatique"

Cette recherche porte sur l'analyse diachronique des interactions entre les parametres physiques du microclimat et les transformations urbaines. La demarche mise en œuvre prend appui sur deux investigations complementaires : une approche historique visant a mettre au jour les savoir-faire et les interventions qui ont vise, depuis les premiers temps de l'urbanisme salubriste, l'amelioration de l'environnement urbain; et une exploration a caractere physique sur la quantification des effets microclimatiques des transformations urbaines. L'une et l'autre portent de maniere privilegiee sur le centre ancien de Nantes. Des reconstitutions ont ainsi ete effectuees sur la base des sources historiques disponibles et cinq etats representatifs ont ete definis allant de la fin du XVIIe siecle a la moitie de XXe. Des simulations numeriques ont ensuite ete realisees a l'aide du modele climatologique TEB, developpe par le CNRM de Toulouse. Le principal resultat de cette evaluation physique a ete de constater une augmentation considerable des flux de chaleur, une croissance progressive de la temperature de l'air et des surfaces, une augmentation de la vitesse du vent, ainsi qu'une deshumidification importante des espaces de ce centre. Cette efficience des transformations urbaines sur le microclimat nous a permis d'etablir des correlations entre les principaux parametres d'intervention sur la ville (ouverture des vides urbains et mineralisation) et les phenomenes micro climatiques urbains. Ces correlations ont ete ensuite exploitees pour construire un indicateur morphologique permettant la caracterisation du microclimat urbain dans un projet de transformation urbaine. La definition de cet indicateur s'appuie sur deux objectifs : le premier vise a depasser une limite du modele TEB constatee lors des modelisations, le deuxieme concerne la prise en compte de la correlation entre les transformations urbaines et le microclimat. L'utilisation du modele climatologique TEB, qui repose sur le concept de « rue canyon » pour modeliser la troisieme dimension des zones bâties, a necessite en effet d'operer une reduction importante de la complexite de la forme urbaine. Pour depasser cette limite, qui n'est pas propre a ce seul modele, l'indicateur propose reprend la notion de gabarit liee au canyon, mais l'etend par une analyse multidirectionnelle a l'evaluation de l'ouverture du vide urbain. Cet indicateur appele « ouverture directionnelle » est applicable a plusieurs echelles spatiales et permet une caracterisation synthetique de l'espace (rue, place, cours, quartier, ensemble bâti) et du microclimat urbain. Une comparaison avec quelques resultats de simulations effectuees avec des outils du CERMA a permis de constater une bonne caracterisation de l'ensoleillement et de la vue du ciel et d'observer des resultats interessants quant a la caracterisation du vent. En consequence, « l'ouverture directionnelle », qui devra etre completee par la definition des etats de surface, s'avere un indicateur prometteur pour rendre compte des interactions entre les parametres physiques et morphologiques qui specifient les environnements urbains.