En bref
Les espaces libres proches de l'état naturel et riches en biodiversité permettent de lutter contre les îlots de chaleur et les vagues de chaleur dans les zones urbaines et peuvent atténuer les effets des fortes pluies.[1]
Avec le changement climatique, les périodes de chaleur deviennent plus fréquentes, plus longues et plus chaudes. Dans les zones urbaines, les effets de la chaleur sont particulièrement importants, car les nombreuses surfaces imperméables absorbent le rayonnement solaire et réchauffent l'environnement. Cet effet dit d'îlot de chaleur peut être réduit en aménageant les espaces libres de manière adaptée au climat, par exemple avec des espaces verts non imperméabilisés, des zones d'ombre et des éléments aquatiques rafraîchissants. De plus, l'apport et la circulation d'air frais en provenance de la campagne environnante doivent être assurés.[2]
Les précipitations sont également influencées par le changement climatique : les épisodes de fortes pluies et les longues périodes de sécheresse sont plus fréquents. Pour y remédier, une gestion durable des eaux de pluie est nécessaire. Des informations plus précises sont disponibles dans le thème technique de la gestion des eaux pluviales.
Fiche d'information
L'essentiel est réuni dans cette fiche d'information.
Changement climatique et biodiversité
Au cours des prochaines décennies, les températures moyennes augmenteront dans toutes les régions suisses. Selon les scénarios climatiques, il faut s'attendre à un réchauffement de 2,1 à 3,4 °C en Suisse d'ici la fin du 21e siècle[3].
Suite au changement climatique, des défis écologiques et sociétaux se posent : Une plus grande exposition à la chaleur dans les villes et les agglomérations, une sécheresse estivale accrue, une augmentation du risque de crues, une élévation de la limite des chutes de neige, une dégradation de la qualité de l'eau, du sol et de l'air ainsi qu'une propagation d'organismes nuisibles, de maladies et d'espèces exotiques envahissantes[4].
Mais le changement climatique modifie également les habitats et le comportement des espèces animales et végétales au fil des saisons, ainsi que leur croissance, leur productivité et leur répartition géographique. Il accélère les changements dans la composition des espèces et les extinctions locales dans tous les habitats. Les interactions entre espèces sont parfois interrompues, par exemple lorsque l'activité des pollinisateurs ne coïncide plus avec la période de floraison ou lorsque les prédateurs ratent leurs proies dans le temps ou dans l'espace. Influencée en partie par les changements climatiques, l'augmentation des espèces exotiques envahissantes constitue une autre menace pour la flore et la faune indigènes[5].
Ces explications montrent clairement que la crise du climat et celle de la biodiversité sont liées et se renforcent mutuellement. Le changement climatique, tout comme la perte de biodiversité, constitue une menace pour l'humanité.
Stratégies de solutions
Si les deux crises sont liées, elles doivent être abordées ensemble. Le fait qu'une biodiversité élevée et plus stable permette aux hommes de mieux faire face aux conditions climatiques modifiées de l'avenir [6] plaide également en ce sens.
En principe, le changement climatique peut être combattu de deux manières : D'une part, en évitant, en atténuant ou en réduisant la poursuite du réchauffement et les effets qui y sont liés (mitigation) ; d'autre part, en s'adaptant aux conséquences du changement climatique (adaptation).
Mitigation
Stratégies de solution pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre (p. ex. augmentation de l'efficacité énergétique, promotion des énergies renouvelables) ou pour l'absorption de CO2 par des puits (p. ex. reboisement, végétalisation des zones d'habitation)
Adaption
Solutions pour réduire la sensibilité des systèmes naturels et humains aux effets inévitables du changement climatique (par exemple, plantation d'espèces d'arbres plus résistantes à la sécheresse et à la chaleur, végétalisation des bâtiments).
Les stratégies de solutions contre le changement climatique et de promotion de la biodiversité peuvent se soutenir mutuellement. Ainsi, la végétation urbaine, en tant que puits de CO2 , contribue à la mise en œuvre de stratégies d'atténuation. En ce qui concerne la protection du climat dans les zones urbaines, la contribution principale des espaces ouverts se situe toutefois dans le domaine de l'adaptation. C'est pourquoi nous nous concentrons ici sur l'adaptation au climat dans le contexte de la promotion de la biodiversité.
Principes de base
Parmi les effets climatiques et d'hygiène de l'air des espaces libres et de la végétation dans les zones urbanisées, on compte par exemple l'abaissement de la température, l'augmentation de l'humidité de l'air, les influences sur la circulation de l'air, le filtrage des impuretés de l'air et la diminution des concentrations de polluants qui en découle [7]. Ces prestations contrecarrent les effets du changement climatique et atténuent ses conséquences négatives.
Température de l'air
Ombrage
Transpiration des plantes
Réflexion de l'énergie solaire
Refroidissement
Humidité de l'air
Faible écoulement des eaux de pluie
Augmentation de l'infiltration de l'eau de pluie
Augmentation des surfaces d'évaporation
Augmentation du dégagement de vapeur d'eau
Rayonnement
Atténuation des pics de luminosité
Réflexion de la lumière du soleil
Effet d'ombrage
Polluants atmosphériques
Filtration des polluants de l'air
Favoriser la circulation de l'air
Effets de la végétation urbaine sur une sélection de services écologiques
(Source : modifié d'après [8])
Les effets décrits dépendent de différents paramètres. Le volume de la verdure, les hauteurs de végétation, le degré d'imperméabilisation et le type de couverture végétale sont particulièrement déterminants [7]. En général
- Les espaces verts et les espaces libres permettent d'accroître la résilience urbaine face au changement climatique. La promotion des espaces verts favorise l'adaptation au changement climatique [9].
- Plus les espaces verts et les espaces libres sont vastes, plus leur effet sur le climat et la biodiversité est important ; mais aussi les espaces libres de petite surface permettent également de réduire les températures [8] - et de favoriser la biodiversité.
- Plus un espace libre et une plantation sont riches en espèces, plus l'écosystème est résilient et peut produire durablement ses effets sur le climat et l'hygiène de l'air. L'utilisation des plantes et le choix des espèces (notamment en ce qui concerne les essences d'arbres dans les rues) jouent un rôle particulier : il faut tenir compte des conditions climatiques futures et des espèces résistantes à la chaleur et à la sécheresse.
Influence sur le déroulement de la journée
L'effet climatique de la végétation dans les zones d'habitation varie au cours de la journée [8] :
Jour
L'ombrage des surfaces entraîne une réduction de la chaleur pendant la journée [10]. En cas de rayonnement élevé, les effets d'ombrage et une bonne aération sont particulièrement pertinents.
Nuit
La nuit, il est important de disposer de surfaces ouvertes à fort rayonnement qui, par leur refroidissement, atténuent l'effet des surfaces imperméables [7]. Les surfaces végétales ouvertes et peu boisées sont particulièrement adaptées à cet effet, car elles rayonnent davantage la chaleur et refroidissent ainsi les surfaces et les couches d'air proches du sol [11].
Sur la base de ces effets, il convient d'évaluer si les effets d'ombrage pendant la journée ou les effets de refroidissement pendant la nuit sont plus importants. Une combinaison de plantations arborées et de surfaces ouvertes peut s'avérer judicieuse en de nombreux endroits, afin d'éviter une réduction du rayonnement solaire et le réchauffement qui en découle pendant la journée, tout en favorisant le refroidissement nocturne grâce aux surfaces végétales ouvertes.
Mise en œuvre
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Créer des espaces verts et les aménager de manière naturelle
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Établir l'eau dans les zones urbaines
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Désencombrer les espaces de détente et de mouvement
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Assurer une gestion durable de l'eau de pluie
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Ombrager les espaces de séjour, de déplacement et de circulation
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Végétaliser les façades en respectant l'écologie climatique
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Végétaliser les toits en respectant l'écologie climatique
Ces propositions de mesures sont des solutions efficaces, basées sur la nature, pour l'adaptation au climat et la réduction de la chaleur dans les zones urbaines, qui favorisent en même temps la biodiversité [12].
Les visualisations illustrent les effets sur le climat urbain. Les températures indiquent de combien de degrés Celsius une mesure refroidit l'environnement proche ; l'indication de la distance met en évidence le rayon d'action [12]. Les valeurs chiffrées se basent sur des modélisations de la ville de Zurich.
Effets des mesures de revalorisation sur la réduction de la chaleur [12]
La mise en œuvre de ces mesures sera concrétisée dans le processus de planification et dans les différents profils.
La responsabilité de la mise en œuvre de l'adaptation au climat et de la réduction de la chaleur incombe aux cantons et aux communes. Cependant, les obstacles à l'entrée en matière sont actuellement encore élevés : les ressources (finances, compétences techniques) font défaut ; les compétences décisionnelles, les responsabilités et la procédure concrète ne sont pas encore claires. [2]
Comme il n'existe actuellement aucun mandat légal ou programme d'encouragement à grande échelle, chaque commune doit chercher sa propre voie. La publication Quand la ville surchauffe - bases pour un développement urbain adapté aux changements climatiques fournit des aides à cet égard et décrit également des mesures locales plus poussées pour atténuer l'effet de l'îlot de chaleur urbain[2].
Autres aides à la planification et à la mise en œuvre :
La planification spécialisée dans la réduction de la chaleur de la ville de Zurich a identifié les principaux champs d'action de la réduction de la chaleur et développe des pistes d'action concrètes pour la ville. Les trois objectifs principaux sont d'éviter la surchauffe dans l'ensemble de la ville, de décongestionner les zones urbaines vulnérables et de préserver le système d'air froid existant. La planification spécialisée s'adresse à l'administration en tant que concepteur de l'espace public ainsi qu'aux planificateurs et aux constructeurs[13].
La planification spécialisée offre aux acteurs une boîte à outils leur permettant de contribuer à la réduction de la chaleur dans leur domaine d'action respectif, tant à titre préventif qu'immédiat.
C'est la première fois que la ville de Zurich dispose d'une base de planification complète, y compris d'un agenda de mise en œuvre, pour faire face à la pollution thermique, qui s'aggravera considérablement dans un avenir proche en raison du changement climatique et de l'augmentation des périodes de chaleur[13].
Les planificateurs et les constructeurs peuvent accéder directement aux bases de planification via l'outil de climatologie urbaine et obtenir une brève analyse et des recommandations d'action pour n'importe quel site.
Outre Zurich, d'autres villes ont élaboré des stratégies d'adaptation au climat ou des concepts d'adaptation au climat :
- Ville d'Aarau : stratégie d'adaptation au climat Concept de développement urbain adapté à la chaleur
- Commune de Cham : concept énergétique et climatique 2035
- Ville de Lucerne : stratégie d'adaptation au climat de la ville de Lucerne
- Ville de Berne : stratégie énergétique et climatique 2025
Outil d'adaptation climatique en ligne
Cet outil en ligne de l'OFEV aide les communes à s'adapter au changement climatique. Il propose une évaluation des risques, indique des recommandations d'action et présente de bons exemples de communes.
Références bibliographiques
La liste se réfère principalement à des œuvres allemandes et en allemand (articles, sites web et livres). Vous pouvez les traduire directement en ligne grâce à des outils de traduction comme DeepL / ChatGPT et autres, pour avoir un aperçu.
Gill, S., Handley, J. F., Ennos, R., & Pauleit, S. (2007). Adapting Cities for Climate Change: The Role of the Green Infrastructure. Built Environment, 33, 115–133. doi.org
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Bundesamt für Umwelt BAFU, Bundesamt für Raumentwicklung ARE, Bundesamt für Energie BFE, & Bundesamt für Bevölkerungsschutz BABS. (2020). Klimawandel in der Schweiz, Indikatoren zu Ursachen, Auswirkungen, Massnahmen.
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Bauer, B. (2010). Biodiversität (1. Aufl.). Haupt Verlag.
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Essl, F., & Rabitsch, W. (Hrsg.). (2013). Biodiversität und Klimawandel. Springer Berlin Heidelberg. doi.org
Mathey, J., Rössler, S., Lehmann, I., Bräuer, A., Goldberg, V., Kurbjuhn, C., & Westbeld, A. (2011). Noch wärmer, noch trockener? Stadtnatur und Freiraumstrukturen im Klimawandel: Abschlussbericht zum F+E-Vorhaben (FKZ 3508 821 800) „Noch wärmer, noch trockener? Stadtnatur und Freiraumstrukturen im Klimawandel“. Bundesamt für Naturschutz.
Hansen, R., & Born, D. (2018). Grüne Infrastruktur im urbanen Raum: Grundlagen, Planung und Umsetzung in der integrierten Stadtentwicklung: Abschlussbericht zum F+E-Vorhaben „Grüne Infrastruktur im urbanen Raum: Grundlagen, Planung und Umsetzung in der integrierten Stadtentwicklung“. Bundesamt für Naturschutz.
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Samimi, C., & Strobel, B. E. (2003). Das Stadtklima von Erlangen unter Berücksichtigung kleinräumiger stadtklimatischer Strukturen. 50/51(04), 147–178.
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