Potentiel rafraîchissant des arbres en ville
mai 21, 2025Clément Nevers, doctorant à l’Université de Sherbrooke, présente sa recherche sur les effets des arbres urbains sur le confort thermique et le stress de chaleur dans un quartier résidentiel.
L’objectif de notre recherche est de comprendre comment les arbres influencent réellement les conditions environnementales des piétons, non pas à l’échelle d’un seul coin de rue, mais sur l’ensemble d’un quartier. En effet, on parle beaucoup du rôle des arbres pour rafraîchir les villes, mais est-ce toujours bénéfique, et partout ? Est-ce que planter plus d’arbres améliore automatiquement la sensation de bien-être thermique de tous et peut prévenir des situations de stress de chaleur ?
Un quartier typique modélisé en détails
Pour répondre à ces questions, nous avons recréé numériquement un quartier typique, inspiré par le Plateau-Mont-Royal de Montréal. L’espace étudié inclut des boulevards, rues secondaires, ruelles étroites, des cours privées et des bâtiments. On y retrouve près de 20 îlots de chaleur urbains centraux, chacun mesurant 150 m de long et 70 m de large.
Mais attention, il ne s’agit pas de modélisation simpliste. Nous utilisons un modèle de microclimat urbain complet, développé dans notre équipe du laboratoire de Dominique Derome (Université de Sherbrooke) et de Jan Carmeliet (ETH Zurich), appelé urbanMicroclimateFoam. Ce modèle utilise la dynamique des fluides (CFD) pour les écoulements de vent entre les bâtiments et à travers le feuillage des arbres et en plus, prend en compte les phénomènes physiques reliés la chaleur, l’humidité, l’ensoleillement, les échanges radiatifs et l’interaction avec les surfaces végétalisées comme les arbres ou le gazon.
Ce qu’on mesure : le confort thermique des piétons
Mais, concrètement, qu’appelle‑t‑on confort thermique ?
C’est la sensation globale de bien‑être ou d’inconfort que l’on ressent face aux conditions extérieures. Elle dépend de quatre facteurs physiques qui agissent ensemble : la température de l’air, l’humidité, la vitesse du vent et le rayonnement reçu par le corps. Lorsque ces paramètres sont équilibrés, le corps maintient sa température interne sans effort. Dans le cas contraire, il doit compenser (transpiration, accélération de la circulation sanguine), ce qui crée une gêne, voire un risque pour la santé lors de fortes chaleurs.
Pour évaluer le confort des passants, nous utilisons un indicateur reconnu : l’indice UTCI (Universal Thermal Climate Index). Celui-ci ne mesure pas juste la température, mais combine tous les paramètres du confort thermique pour évaluer ce qu’on ressent réellement lorsque l’on marche dehors.
Des arbres qui rafraîchissent… ou qui réchauffent ?
Les arbres plantés dans des rues alignées avec le vent dominant (ce qu’on appelle des corridors de ventilation) peuvent, malgré leur ombre, réduire le confort thermique global du quartier. Pourquoi ? Parce qu’ils ralentissent la ventilation naturelle qui rafraîchit normalement l’espace urbain. Résultat : le vent ne circule plus aussi bien, la chaleur stagne, et elle devient plus difficile à supporter dans certaines rues, notamment la nuit.
Par exemple, pour un vent aligné avec un boulevard majeur de Montréal, nos simulations montrent qu’une rangée continue d’arbres peut réduire la vitesse du vent de plus de 50 %. Cette perte de ventilation se traduit par moment par une augmentation de l’UTCI pouvant atteindre +2 °C par rapport au même boulevard sans arbres dans les zones non ombragées.
À l’inverse, des arbres plantés dans les cours privées ou dans les rues perpendiculaires au vent jouent un rôle très positif. Ils apportent de l’ombre sans bloquer la ventilation générale, ce qui permet d’améliorer le confort thermique local et global dans le quartier. Leurs effets sont loin d’être négligeables : en journée, l’ombre des arbres peut réduire l’UTCI de 3 à 4 °C en moyenne, et jusqu’à 8 °C par endroit. Un tel changement peut faire passer une situation de stress thermique de niveau très fort à un niveau modéré, ce qui fait une grande différence pour la santé publique et notamment, les personnes vulnérables.
Que retenir pour la planification urbaine ?
- Prioriser les plantations d’arbres dans les cours arrières et sur les rues perpendiculaires au vent, là où ils ont un effet net positif.
- Éviter une plantation continue d’arbres dans les corridors de ventilation, et adapter la plantation avec un choix diversifié d’espèces, en choisissant une hauteur et un espacement préservant la circulation d’air tout en offrant de l’ombre.
- Prendre en compte la direction du vent et la trajectoire du soleil pour chaque rue afin d’optimiser les bienfaits des arbres.
- Encourager les propriétaires privés à planter des arbres dans leur cour, un geste simple mais qui peut améliorer le confort de tout un quartier.
Ce travail montre que la plantation d’arbres ne devrait pas se faire au hasard: leur effet sur le climat urbain dépend de leur emplacement, de leur forme, de leur interaction avec le vent et le soleil. En intégrant ces paramètres dans la planification des villes, on peut bâtir des quartiers plus résilients face à la chaleur qui améliorent le bien-être et la santé de sa population.
