Climat urbain

Bases

La circulation de l'air locale

La circulation de l'air est modifiée dans les villes. On y observe ce qu'on appelle la brise urbaine, et les immeubles modifient la vitesse et la direction du vent. Alors que le vent permet de diluer la pollution dans la ville, il a aussi tendance à refroidir les immeubles- parfois trop!

Dans une ville, la circulation de l'air dépend de paramètres naturels et anthropiques (= dus aux humains), comme par exemple la température de l'air, si la surface est plus ou moins lisse, de la présence d'obstacles variés (montagnes, collines, forêts, immeubles élevés). Pendant la journée, les zones urbaines se réchauffent plus vite que les zones rurales. Il se crée alors une différence de pression atmosphérique, avec une pression de l'air plus faible au dessus de la ville (l'air y est plus chaud donc moins dense) que dans la zone rurale autour. Cette différence de pression génère un vent vers la ville (car l'air a tendance à aller de l'endroit où la pression est la plus élevée vers là où elle est plus faible, comme un ballon qui se dégonfle). Bien sûr ces vents sont uniquement locaux et n'ont pas la même échelle qu'un vent généré par la circulation atmosphérique et les différences de pression au dessus d'un continent. Lorsqu'il n'y a pas de vent sur une certaine zone (qui serait causé par la circulation naturelle des masses d'air), alors cette "brise urbaine" est plus développée. L'air au dessus de la ville s'élève et retourne vers la banlieue, où il s'y refroidit, devient donc plus lourd et redescend, avant de retourner vers la ville - sous forme encore de brise urbaine!

1. Brise urbaine entre le centre-ville et la zone rurale de chaque côté
Auteur: Mateusz Kaminski 

En arrivant dans la ville le vent change de direction. Il suit les "tunnels" que forment les rues ayant de hauts imeubles de part et d'autre, ou doit affronter les barrières créées par les immeubles perpendiculaires à sa direction. Le soir, les principales routes qui conduisent à la ville sont des corridors dans lesquels le vent s'engouffre. Dans les rues assez larges, il suit la direction de la rue; par contre, dans les rues étroites, le vent s'accélère. En plus, il peut se former des tourbillons d'air dans les carrefours ou aux jonctions de deux rues, lorsque plusieurs flux d'air se rencontrent.

La direction du vent en ville a tendance à varier beaucoup plus qu'en zone rurale. De plus, en moyenne la vitesse du vent en centre-ville est plus faible que dans la banlieue. En effet la vitesse du vent dépend énormément de la surface sur laquelle il passe: plus elle est lisse et plus le vent va vite. En ville, la densité et la hauteur des obstacles (immeubles, arbres, etc...) font décroître la vitesse du vent, qui est en moyenne 20% plus faible que dans la banlieue environnante; on y observe des vents faibles (< 3 m/s) plus souvent qu'à l'extérieur de la ville.

Lorsque le vent souffle perpendiculairement à un immeuble, la face exposée au vent est soumise à de fortes bourrasques tandis que la face arrière sous le vent est abritée. Les immeubles sont susceptibles alors d'être trop ventilés, ce qui peut être désagréable et néfaste pour la santé des habitants. Lorsqu'il y a des blocs d'immeubles les uns derrière les autres, des tourbillons d'air se forment derrière les bâtiments, tourbillons qui sont d'autant plus forts que les immeubles sont hauts. Si la distance entre les immeubles est diminuée, la vitesse du vent peut décroître de 50%. Lorsque le vent souffle contre un immeuble, le flux d'air se divise: une partie de l'air passe par dessus, le reste passant sur les côtés, ce qui fait augmenter de 30% la vitesse du vent dans les coins du bâtiment. Les petits bâtiments qui se trouvent à proximité de grands immeubles en sont souvent les victimes: les flux d'air modifiés par les grands immeubles peuvent par exemple causer des vibrations dans les bâtiments plus petits.

3. Simulation des flux d'air entre plusieurs immeubles
Auteur: Mateusz Kaminski

Lorsque le vent dépasse 3 m/s, il améliore les conditions sanitaires en améliorant la ventilation gloable de la ville et en favorisant l'évaporation. Il participe à la dispersion des polluants atmosphériques. Par contre, en hiver il augmente les pertes de chaleur des bâtiments qui sont le plus exposés aux bourrasques.

A propos de cette page:

Auteurs: Sebastian Wypych, Anita Bokwa - Jagiellonian University - Cracow / Poland
Supporter: Mateusz Kaminski
1. relecteur scientifique: Prof. Barbara Obrebska-Starkel - Jagiellonian University - Cracow / Poland - 2003-06-20
2. relecteur scientifique: Dr. Marek Nowosad - Maria Curie-Sklodowska University - Lublin / Poland - 2003-06-16
dernière version : 2003-07-22