Les résultats
Le projet
CASSANDRE
CAniculeS, SANté et Densité de REseaux météorologiques sur le territoire grenoblois
Réalisé par A. Roselet, étudiant en Master Information-Communication (UGA), encadré par N. DUBUS (UGA-ESPACE), D. BICOUT (Vet-Agro - TIMC) et S. ROME et A. CHAPUIS (UGA-CNRS-IGE). Merci à la Direction de la Ville Durable d’Echirolles pour ses conseils.
Août 2024
Le projet CASSANDRE est un projet de recherche croisant les sciences du climat, du territoire et de la santé pour caractériser les extrêmes de chaleur à échelles fines et leurs impacts sanitaires, en particulier sur les populations vulnérables.
Les extrêmes de chaleur causent chaque année une hausse de la mortalité en France et une surcharge des urgences.
Qui ?
Quoi ?
Ces extrêmes sont amplifiés par les îlots de chaleur urbains, présents dans chaque ville, souvent peu connus localement.
Projet CASSANDRE
Le changement climatique génère plus d'événements extrêmes et amplifie leur sévérité.
Pourquoi ?
Comment ?
L'adaptation des villes à ce changement représente donc un enjeu actuel important.
Mise en place d'un réseau de capteurs thermiques à échelle locale
Mieux caractériser les conditions climatiques locales.
Récupération des données sur différentes bases
Où ?
Quand ?
Déterminer les quartiers sensibles et les populations vulnérables aux extrêmes de chaleur.
Traitements cartographiques et statistiqueset interprétation
Aider à prioriser les actions des collectivités pour faciliter leur adaptation.
©Wikimedia Commons
©Etienne Baudon
Grenoble
Échirolles
2015
Actions préalables
2024
État actuel du projet
11/2021
Lancement du projet
01/2025
Fin du projet
Les réalisations
Les mémoires
Mieux comprendre
Bibliographie
Quelques explications
L'Îlot de Chaleur Urbain (ICU)
Météo ou climat
La météo concerne l'état des conditions atmosphériques de quelques heures à quelques jours, localement. Le climat est une moyenne statistique des conditions météorologiques sur une longue période, au moins 30 ans.
Extrême de chaleur
Les Zones Climatiques Locales (LCZ)
Un extrême de chaleur est caractérisé par un événement anormalement chaud, par exemple un pic de chaleur ou une canicule. Les seuils caractérisant un extrême de chaleur varient d'une région à l'autre mais représentent tous une période de risque sanitaire.
L'Indice Universel du Climat Thermique (UTCI)
Stress thermique
À partir d'une certaine température, le corps peine à assurer sa thermorégulation. C'est ce qu'on appelle le stress thermique, positif s'il fait trop chaud, négatif s'il fait trop froid. Si le niveau du stress est fort, il peut avoir des conséquences néfastes sur la santé.
CASSANDRE
Les réalisations
La station Grenoble Saint-Geoirs enregistre les données climatiques depuis 1973. Elle n'est pas soumise aux mêmes conditions topographiques que l'agglomération grenobloise, mais peut permettre d'estimer l'évolution des températures ou d'évaluer le nombre de jours d'été (où la température dépasse 25°C). Depuis 30 ans, on dénombre en moyenne 74,2 jours d'été par an. Cependant, ce nombre augmentent de 7,2 par décennie.En 2023, les études en ont compté 106.
Analyser les températures
Le projet a étudié les villes de Grenoble et Échirolles permettant la mise en place de 4 stations météorologiques, ainsi qu'un réseau de 62 capteurs thermiques.Ce réseau est plus représentatif localement que la station Grenoble Saint-Geoirs. Il peut dorénavant être utilisé sur le long terme, permettant le stockage et l'utilisation de données climatiques précieuses. Enfin, le projet peut être aisément reproduit sur les communes iséroises, notamment pour caractériser leurs ICU.
Établir un réseau de capteurs
Avec l'aide des villes de Grenoble et d'Échirolles, l'ICU a été clairement identifié. Il est particulièrement intense en centre-ville, où le bâti est très dense. En été, la différence de température avec la campagne y est en moyenne de 4,4 °C et le moment le plus frais est vers 7 h, avant le lever du Soleil.Des îlots de fraîcheur ont été détectés dans les espaces végétalisés et humides, lieux refuges en cas de fortes chaleurs. Enfin, l'ICU est légèrement déplacé parles courants d'air dans la vallée.
Caractériser les ICU
Le découpage actuel des villes, par exemple en IRIS, ne permettait pas de réaliser des études climatiques fines à cause de l'hétérogénéité des quartiers.Grâce aux données satellites, les types de zones climatiques locales ont pu être identifiés avec la méthode développée par Stewart et Oke en 2012. En plus de permettre de détecter les microclimats, ce découpage informe sur les zones vulnérables très présentes, comme la LCZ 8.
Déterminer les LCZ
Le projet CASSANDRE prendra fin en 2025. La dernière partie, en cours, s'appuiera sur l'épidémiologie environnementale et sociale.Elle s'intéressera notamment à l'impact de la chaleur sur la santé des personnes vulnérables dans les collectivités de Grenoble et Échirolles.
Comprendre les effets sanitaires
En cours
Les stations et capteurs ont permis d'obtenir un suivi climatique des étés depuis 2020. Ainsi, les étés 2020, 2022 et 2023 ont été caractérisés par plusieurs épisodes caniculaires intenses (jusqu'à 41,1 °C) qui ont généralement pris fin après des périodes pluvieuses. Les ICU, caractérisés par une nuit étoilée, un vent faible et une différence de température avec la campagne d'au moins3 °C, ont causé des situations à risques sanitaires importants durant ces étés.
Étudier les étés depuis 2020
Les mémoires réalisés par les étudiants se sont appuyés sur les résultats existants pour approfondir les recherches. Ils se sont notamment intéressés aux types de temps sensibles propices aux ICU, à la température moyenne radiante, à l'indice universel du climat thermique ou encore au stress thermique subi par les habitants de Grenoble et Échirolles.
Produire des mémoires
Plusieurs cartes de vulnérabilité ont été réalisées grâce aux données de l'ICU et démographiques. Les principaux facteurs de vulnérabilité retenus ont été l'âge (très jeunes enfants et personnes âgées), le revenu et l'isolement.Ces cartes pourraient servir à prioriser l'action des services sociaux ou sanitaires dans les zones à forte vulnérabilité.Les mémoires apportent une approche moins fine géographiquement, mais avec plusde facteurs sociosanitaires.
Cartographier la vulnérabilité
Les mémoires
Le projet CASSANDRE s'est appuyé sur les travaux réalisés par des étudiants stagiaires issus de différentes parcours de master : sept du parcours GÉOÏDES (Master GAED, UGA), un du parcours GÉOMAS (Master GAED, UGA), un du parcours AIR (Master GE, UCA) et un du parcours CCST (Master IC, UGA). Six mémoires et un rapport de stage ont été soutenus pendant le projet, en s'appuyant notamment sur les résultats de deux mémoires antérieurs.
Mémoires antérieurs au projet CASSANDRE
Mémoires du projet CASSANDRE
Les populations sensibles de Grenoble se trouvent-elles dans des régions vulnérables à la chaleur ?
Quels sont les effets des vagues de chaleur sur le tourisme et les personnes âgées à Grenoble et Échirolles ?
Le climat de Grenoble est-il favorable à l'installation du moustique tigre ?
Comment ont évolué les températures à Grenoble et d'Échirolles depuis 1999 ?
Que peut-on faire pour lutter contre le stress thermique à Grenoble et Échirolles ?
Où les personnes vulnérables à la chaleur se situent-elles à Grenoble et Échirolles ?
Quelles sont les conditions météorologiques les plus propices à la présence d’un îlot de chaleur urbain ?
Quelles régions de Grenoble sont favorables à l’installation du moustique tigre ?
Quelles régions de Grenoble et d'Échirolles induisent un fort stress thermique sur la population ?
Bibliographie
Mémoires
Travaux scientifiques
Rapports
- Méry, É. (2024). Création d’une chaîne de traitement des données météo climatiques, sociales et sanitaires à échelle spatiale fine
- Rome, S., Bigot, S., Foissard, X., Dubus, N., Fouvet, A., Rousset, E. 2022. Processus de classification spatiale du climat et de ses extrêmes dans l’aire grenobloise. Rapport d’avancement n°1 du projet CASSANDRE (CAniculeS, SANté et Densité de REseaux météorologiques) –32 p.
- Rome, S., Foissard, X., Dubus, N., Bicout, D., Bigot, S., Fouvet, A., Rousset, E. 2023. Exposition socio- spatiale au stress thermique à Échirolles et Grenoble (Isère). Rapport d’avancement n°2 du projet CASSANDRE (CAniculeS, SANté et Densité de REseaux météorologiques) –40 p.
- Bicout, D. J., Di Fruscia, J., Foissard, X., Rome, S. (2024). Températures moyennes radiantes pour les zones climatiques locales de Grenoble et Échirolles, France. 37ème Colloque De L’Association Internationale De Climatologie (AIC), 35-36. https://aic2024paris.sciencesconf.org/data/pages/AIC2024_Paris_Actes.pdf
- Foissard, X., Rome, S., Bigot, S., & Fouvet, A. (2022, July 6). Réseau de mesures et analyses spatio-temporelles de l'îlot de chaleur urbain grenoblois : l'été 2020. https://shs.hal.science/halshs-03763770
- Foissard, X., Rome, S., Bigot, S., Rousset, E., & Fouvet, A. (2024). A new high spatial density temperature dataset in the Grenoble alpine valley (France) for urban heat island investigation and climate services dedicated to municipalities purposes. Data in Brief, 55, 110553. https://doi.org/10.1016/j.dib.2024.110553
- Lagelouze, T., Rome, S., Hidalgo, J., Bigot, S., Foissard, X. (2024). Le stress thermique diurne dans l'aire urbaine grenobloise ; réflexion sur les définitions, les échelles spatio-temporelles et les méthodes de quantification-spatialisation. 37ème colloque ce l’Association Internationale de Climatologie (AIC), 106-107. https://aic2024paris.sciencesconf.org/data/pages/AIC2024_Paris_Actes.pdf
- Rome, S., Bigot, S., Foissard, X., Dubus, N., Fouvet, A., Rousset, E. (2023). Characterisation of summer thermal extremes in urban areas. Example of the summer of 2022 in the heart of the Grenoble urban area (France). 36ème colloque de l’Association Internationale de Climatologie (AIC), 233–236. https://shs.hal.science/halshs-04190364/document
- Rome, S., Foissard, X., Bigot, S., Fouvet, A., Rousset, E., Lepeule, J., Bicout, D. J., & Dubus, N. (2022, July 6). Enjeux et objectifs du projet CASSANDRE (CAniculeS, SANté et Densité de REseaux météorologiques sur le territoire grenoblois). https://shs.hal.science/halshs-03763758/
- Rome, S., Wang, Y., Bigot, S., Hidalgo, J., Foissard, X. (2024). Identification des Types de Temps Sensibles (TTS) favorables aux extrèmes de chaleur estivaux à Grenoble et Échirolles, France. 37ème colloque de l’Association Internationale de Climatologie (AIC), 154-155.https://aic2024paris.sciencesconf.org/data/pages/AIC2024_Paris_Actes.pdf
- Di Fruscia, J. (2023, September 6). Température moyenne radiante et stress thermique à l’échelle des zones climatiques locales dans la zone urbaine de Grenoble
- Fils, J. (2024, June 26). Traitement de données météo-climatiques, sociales et sanitaires aux échelles spatiale et temporelle fines. Application aux communes de Grenoble et d’Echirolles en Isère (1999-2024)
- Isoard, E. (2021, June 2). Etude de la variabilité climatique grenobloise de 1973 à 2020 dans un contexte de climat changeant et pour l’installation du moustique tigre
- Lagelouze, T. (2021, June 2). La susceptible distribution spatiale d’Aedes albopictus appliquée au modèle conceptuel des Local Climate Zone grenobloises
- Lefebvre, L. (2024, June 6). Vagues de chaleur : Vulnérabilité sur les personnes âgées et le tourisme à Grenoble
- Milesi, J. (2022, June 1). Etude de la répartition spatiale du stress thermique estival des habitants de Grenoble au sein des Local Climate Zone (LCZ)
- Roux, B. (2023, June 26). Potentiels impacts du changement climatique sur l’ensemble des rythmes de travail et d’activité à l’échelle de l’aire grenobloise
- Wang, Y. (2023, June 28). Classification de l’îlot de chaleur urbain et des journées chaudes en été grâce aux Types de Temps Sensibles (TTS) à l’échelle de l’aire grenobloise (2019-2022). https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-04146477
Un réseau de 5 stations météorologiques et 62 capteurs thermiques a été installé par les villes et a servi, entre autres, à la réalisation des Zones Climatiques Locales (LCZ) et à la mesure de l’intensité de l’Îlot de Chaleur Urbain (ICU). Les données sont accessibles ici : Foissard et al. 2024 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352340924005201).
Évolution du nombre de jours d'été à la station Grenoble Saint-Geoirs depuis 1973
Un jour d'été est détectable par une température maximale qui dépasse 25 °C.
©Foissard, Rome, Bigot, 2023
Classification de l’îlot de chaleur urbain et des journées chaudes en été grâce aux Types de Temps Sensibles (TTS) à l’échelle de l’aire grenobloise (2019-2022)
Yingting WANG, 2023
À partir des données récoltées sur le réseau de capteurs de 2019 à 2022, cette étude s'est intéressée à différentes situations météorologiques locales, ou types de temps sensibles (TTS), afin de déterminer celles qui caractérisent les îlots de chaleur urbains (ICU). Pour cela, le mémoire classe ces données en 7 types de temps sensibles. Il détermine ainsi que les TTS 1 et 7 sont les plus fréquents à Grenoble et Échirolles. À l'aide de deux méthodes différentes, le mémoire détermine quels types de temps sensibles étaient les plus présents lors des îlots de chaleurs.Toute deux montrent clairement que les TTS 6 et 7 sont corrélés à la présence d'ICU, mais aussi à la présence de nuits tropicales. La détection en amont de ces types de temps peut notamment permettre de mieux anticiper la présence d'un fort ICU.
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Le mémoire complet
Découpage des villes en LCZ
Types de LCZ
Impacts négatifs potentiels de la chaleur sur les motivations des touristes (©Lefebvre, à partir des travaux de Holloway & Humphreys)
Vagues de chaleur : Vulnérabilité sur les personnes âgées et le tourisme à Grenoble
- Motivation physique : les températures élevées peuvent rendre difficiles, voir impossibles, la pratique d'activités physiques en plein air, source de détente et de bien-être pour les touristes.
- Motivation culturelle : la chaleur excessive peut dissuader les touristes de visiter des
sites extérieurs, tels que des monuments historiques ou des musées en plein air, et limiter
leur participation à des événements culturels organisés en extérieur.
- Motivation interpersonnelle : les fortes chaleurs peuvent rendre les promenades et
les explorations urbaines moins agréables, ce qui peut nuire aux interactions sociales et
à la découverte de la ville.
- Motivation de prestige : l'image d'une ville touchée par des îlots de chaleur peut être
négative et influencer le choix des touristes qui recherchent une destination prestigieuse
et agréable.
Laurie LEFEBVRE, 2024
En partant de la littér ature, cette étude s'est intéressée aux effets des vagues de chaleur sur deux populations : les changements de comportement des touristes, et les conséquences sur la santé des personnes âgées. Le mémoire détaille plusieurs mécanismes précis pouvant expliquer comment les vagues de chaleur induisent une baisse de la fréquentation touristique et une perte de revenus, ainsi qu'un danger sur la santé es personnes âgées. Parallèlement à cela, des entretiens ont été réalisés avec 6 hôteliers concernant leur perception des vagues de chaleur sur le tourisme, et leur adaptation. Durant l'été 2024, des questionnaires construits durant l'étude seront distribués aux personnes âgées et aux touristes dans des lieux ciblés (office du tourisme, associations d'aide aux personnes âgées). Les résultats seront traités ultérieurement.
Entretiens avec les hôteliers
Modification de la fréquentation
Collaborations avec les institutions
Plaintes de clients
Modifications envisagées
Aménagements mis en place
Résultats en cours
Le projet CASSANDRE s'appuie sur un réseau de 4 stations météorologiques et 62 capteurs thermiques appartenants et installés par les villes de Grenoble et Échirolles.
Variation des températures maximales, minimales et des précipitations lors de l'été 2022 à Grenoble et Échirolles
©Rome et al., 2023
Les TX et TN représentent respectivement les températures maximales et minimales. RR correspond aux précipitations.LVD est l'enregistrement des températures à la station Le Versoud lors de l'été 2022, ainsi que la moyenne de 2002 à 2020.
Vulnérabilité sociale à l’ICU à Grenoble et Échirolles
A représente une forte vulnérabilité, et E une faible vulnérabilité.
Chaque carreau représente une zone de 200m sur 200m.
Traitement de données météo-climatiques, sociales et sanitaires aux échelles spatiale et temporelle fines. Application aux communes de Grenoble et d’Échirolles en Isère (1999-2024)
Jeanet FILS, 2024
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Ce mémoire se concentre sur l'analyse de la variationdes températures à Grenoble et Échirolles durant les 25 dernières années. Il démontre que les températures maximales (TX) augmentent au fil des années, hausse particulièrement marquée de 2019 à 2024 entre mai et septembre. La fréquence des années anormalement chaudes tend également à augmenter (2003, 2011, 2018, 2022 et 2023). Le mémoire s'intéresse ensuite au calcul de l'humidex durant l'été 2022. Cet indice prend en compte la température et l'humidité de l'air, et permet donc de mieux évaluer la chaleur ressentie par le corps humain. Il montre que les zones en périphérie de ville subissent un humidex plus important malgré l'ICU moins fort, ce qui traduit une humidité importante. Ainsi, les centre-villes semblent présenter un meilleur confort thermique durant la journée (car plus secs), alors que les périphéries offrent plus de confort la nuit (car moins chauds).
L'ICU de Grenoble et Échirolles
La susceptible distribution spatiale d’Aedes albopictus appliquée au modèle conceptuel des Local Climate Zone grenobloises
Thomas LAGELOUZE, 2021
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Le mémoire démontre que trois paramètres sont essentiels à la présence du moustique tigre : une concentration humaine importante, du bâti dense pour l'accueillir et la présence d'ombre pour conserver l'humidité.Grâce à ces paramètres et au découpage en Zones Climatique Locales (LCZ), l'étude détermine quelles régions de Grenoble sont les plus susceptibles d'accueillir une forte densité de moustique tigre. Il s'agit des LCZ 2 (bâtiments moyennement hauts et denses), 4 (bâtiments hauts et ouverts) et 5 (bâtiments moyennement hauts et ouverts). Des cartes de susceptibilité de présence ont ainsi pu être créées, mais nécessiteraient un suivi sur le terrain pour compléter l'étude.
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Potentiels impacts du changement climatique sur l’ensemble des rythmes de travail et d’activité à l’échelle de l’aire grenobloise
Baptiste ROUX, 2023
À partir de la littérature, le mémoire constate que le stress thermique produit par les extrêmes de chaleur affecte la santé et la productivité au travail.Suite à la réalisation d'une dizaine d'entretiens, il établit les principaux facteurs de vulnérabilité lors d'un travail en intérieur ou en extérieur dans Grenoble et Échirolles mais également les adaptations déjà effectuées par les villes. Enfin, le mémoire propose diverses stratégies applicables en amont et pendant la canicule pour améliorer les conditions de travail. Il propose également six stratégies à adopter sur le long terme.
- Végétaliser et déminéraliser les extérieurs dans le but de créer des îlots de fraîcheur.
- Réaliser des enquêtes auprès des travailleurs pour connaître leur retour sur les mesures déjà prises.
- Réviser les horaires de travail lors des périodes de forte chaleur, avec par exemple la fermeture des structures durant les heures les plus chaudes.
- Équiper les milieux intérieurs de capteurs pour établir des seuils de canicules plus représentatifs.
- Réaliser un diagnostic thermique des locaux des collectivités pour détecter quels bâtiments produisent un stress thermique intense.
- Réaliser des aménagements et rénovations de bâtiments des collectivités pour améliorer les conditions des travails.
Stations météorologiques et réseau de capteurs utilisés pour le projet CASSANDRE
Etude de la variabilité climatique grenobloise de 1973 à 2020 dans un contexte de climat changeant et pour l’installation du moustique tigre
Emma ISOARD, 2021
Cette étude démontre que les températures maximales et minimales dans Grenoble n'ont cessé d'augmenter depuis 1980. Cette hausse de chaleur favorise une éclosion précoce des œufs du moustique. Ainsi, depuis 1980 les conditions sont de plus en plus favorables à l'installation du moustique tigre à Grenoble et ce autant pour sa phase adulte (printemps-été) qu'aquatique (automne-hiver). Cependant, l'augmentation des extrêmes de chaleur (vague de chaleur, canicule) pourrait rendre les conditions grenobloises défavorables à la présence du moustique dans l'avenir en lui faisant subir un stress thermique trop important.
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L'Indice Universel du Climat Thermique
UTCI
La température de l'air n'est pas forcément la température vécue par le corps humain. C'est pourquoi il existe la température ressentie, qui prend par exemple en compte la vitesse du vent et l'humidité. Cependant, la même situation climatique n'est pas vécue de la même manière en fonction de la population exposée. Ainsi, pour une estimation plus précise du niveau de stress thermique, c'est l'UTCI qui est utilisé.
©Błażejczyk et al. 2013
L'UTCI prend également en compte les radiations émises en un lieu (par exemple par les bâtiments) ainsi que les données physiologiques et les habitudes vestimentaires des habitants.
L'Îlot de chaleur urbain
ICU
En ville, la température est plus élevée qu'en campagne, surtout la nuit. Cet écart peut dépasser 5°C à Grenoble. C'est ce qu'on appelle l'îlot de chaleur urbain.
L'ICU de Grenoble
Pourquoi en ville ?
- Les bâtiments construits avec des matériaux minéraux et sombres emmagasinent la chaleur le jour et la réémettent la nuit.
- Les rues étroites empêchent l'air de circuler librement.
- Le manque de végétation limite l'évapotranspiration.
©Foissard, Fouvet, et Ville de Grenoble 2022, adapté de T.R. Oke, 1987
Une température trop élevée la nuit empêche l'organisme de se reposer correctement, ce qui peutentrainer des conséquences sur la santé.
©Wikimedia Commons
Les Zones Climatiques Locales
LCZ
De par leur architecture et leur urbanisme, les villes sont très hétérogènes. On y retrouve des parcs, des espaces ouverts, des pavillons, des rues étroites... Cette grande diversité de milieux induit la création de micro-climats dans des zones très précises.
©Adapté de Ville de Grenoble, Ville d’Échirolles, X. Foissard, 2021. In Rome et al., 2022
Les LCZ sont une classification qui permet de découper et de catégoriser très précisément les lieux en fonction de leurs conditions micro-climatiques.
L'exemple des LCZ de Nice
Température moyenne radiante et stress thermique à l’échelle des zones climatiques locales dans la zone urbaine de Grenoble
Jade DI FRUSCIA, 2023
Le mémoire s'appuie sur les températures enregistrées durant les journées chaudes de l'été 2022 pour calculer la température moyenne radiante (Tmrt) à Grenoble et Échirolles. Il démontre qu'elle ne suit pas les mêmes variations dans la journée que la température de l'air, et présente donc un aspect particulier. Grâce à cette mesure, l'étude détermine un indice universel du climat thermique (UTCI) pour chaque région de Grenoble et d'Échirolles, dans le but de mesurer le stress vécu par les habitants. Il apparaît clairement que certaines LCZ sont caractérisées par un stress thermique plus intense, particulièrement les LCZ 8 et E (très imperméabilisées), tandis que d'autres produisent un stress thermique plus faible, comme les LCZ A et B (végétalisées).
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En savoir plus
Emma ISOARD 2021
Etude de la répartition spatiale du stress thermique estival des habitants de Grenoble au sein des Local Climate Zone (LCZ)
Etude de la variabilité climatique grenobloise de 1973 à 2020 dans un contexte de climat changeant et pour l’installation du moustique tigre
Julie MILESI, 2022
À partir des données sur l'Îlot de Chaleur Urbain (ICU) de Grenoble et grâce à l'Indice Universel du Climat Thermique (UTCI), cette étude a déterminé si certaines zones de Grenoble étaient susceptibles de produire un fort stress thermique sur certaines populations. Elle démontre que la densité de population est généralement plus élevée dans les zones à fort ICU, notamment au centre-ville. Les populations sensibles ne sont pas plus présentes que les autres en centre-ville, en revanche elles y sont plus vulnérables, notamment les personnes âgées et les ménages seuls.
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En savoir plus
Les 6 variables pertinentes pour caractériser la vulnérabilité à la chaleur à Grenoble et Échirolles (©Méry)
Création d’une chaîne de traitement des
données météo climatiques, sociales et
sanitaires à échelle spatiale fine
- Démographique : les personnes âgées ou très jeunesprésentent des difficultés à réguler leur chaleur corporelle.
- Isolement : l'isolement peut compliquer l'accès aux informations et augmente les difficultés à avoir recours aux secours.
- Socio-économique : les personnes socialement favorisées ont plus facilement accès à des ressources pour contrer la chaleur.
- Santé : certaines pathologies comme le diabète peuvent accroître la sensibilité à la chaleur
- Logement : la présence d'air conditionné ou être propriétaire de son logement ont un impact sur l'exposition à la chaleur.
- Exposition à la chaleur : être exposé à un fort îlot de chaleur urbain augmente la vulnérabilité à la chaleur.
Élie MÉRY, 2024
Certaines populations sont plus vulnérables à la chaleur que d'autres. À l'aide de la littérature, cette étude définit les 6 principales variables caractérisant la vulnérabilité à la chaleur à Grenoble et Échirolles. Grâce aux données démographiques locales, le rapport présente 10 cartes de vulnérabilités réalisées à partir d'indicescombinant différentes variables.
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Les mêmes zones de forte vulnérabilité semblent ressortir sur la majorité des cartes, indiquant des zones avec beaucoup de personnes très vulnérables. Cela démontre que les variables utilisées sont dépendantes les unes des autres, et se cumulent souvent. Par exemple, les personnes âgées sont plus susceptibles d'être isolées et les personnes à faibles revenus ont plus de chances d'habiter dans une zone très densément bâtie, favorisant un ICU fort.
Projet CASSANDRE
anne.chapuis
Created on August 20, 2024
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Les résultats
Le projet
CASSANDRE
CAniculeS, SANté et Densité de REseaux météorologiques sur le territoire grenoblois
Réalisé par A. Roselet, étudiant en Master Information-Communication (UGA), encadré par N. DUBUS (UGA-ESPACE), D. BICOUT (Vet-Agro - TIMC) et S. ROME et A. CHAPUIS (UGA-CNRS-IGE). Merci à la Direction de la Ville Durable d’Echirolles pour ses conseils.
Août 2024
Le projet CASSANDRE est un projet de recherche croisant les sciences du climat, du territoire et de la santé pour caractériser les extrêmes de chaleur à échelles fines et leurs impacts sanitaires, en particulier sur les populations vulnérables.
Les extrêmes de chaleur causent chaque année une hausse de la mortalité en France et une surcharge des urgences.
Qui ?
Quoi ?
Ces extrêmes sont amplifiés par les îlots de chaleur urbains, présents dans chaque ville, souvent peu connus localement.
Projet CASSANDRE
Le changement climatique génère plus d'événements extrêmes et amplifie leur sévérité.
Pourquoi ?
Comment ?
L'adaptation des villes à ce changement représente donc un enjeu actuel important.
Mise en place d'un réseau de capteurs thermiques à échelle locale
Mieux caractériser les conditions climatiques locales.
Récupération des données sur différentes bases
Où ?
Quand ?
Déterminer les quartiers sensibles et les populations vulnérables aux extrêmes de chaleur.
Traitements cartographiques et statistiqueset interprétation
Aider à prioriser les actions des collectivités pour faciliter leur adaptation.
©Wikimedia Commons
©Etienne Baudon
Grenoble
Échirolles
2015
Actions préalables
2024
État actuel du projet
11/2021
Lancement du projet
01/2025
Fin du projet
Les réalisations
Les mémoires
Mieux comprendre
Bibliographie
Quelques explications
L'Îlot de Chaleur Urbain (ICU)
Météo ou climat
La météo concerne l'état des conditions atmosphériques de quelques heures à quelques jours, localement. Le climat est une moyenne statistique des conditions météorologiques sur une longue période, au moins 30 ans.
Extrême de chaleur
Les Zones Climatiques Locales (LCZ)
Un extrême de chaleur est caractérisé par un événement anormalement chaud, par exemple un pic de chaleur ou une canicule. Les seuils caractérisant un extrême de chaleur varient d'une région à l'autre mais représentent tous une période de risque sanitaire.
L'Indice Universel du Climat Thermique (UTCI)
Stress thermique
À partir d'une certaine température, le corps peine à assurer sa thermorégulation. C'est ce qu'on appelle le stress thermique, positif s'il fait trop chaud, négatif s'il fait trop froid. Si le niveau du stress est fort, il peut avoir des conséquences néfastes sur la santé.
CASSANDRE
Les réalisations
La station Grenoble Saint-Geoirs enregistre les données climatiques depuis 1973. Elle n'est pas soumise aux mêmes conditions topographiques que l'agglomération grenobloise, mais peut permettre d'estimer l'évolution des températures ou d'évaluer le nombre de jours d'été (où la température dépasse 25°C). Depuis 30 ans, on dénombre en moyenne 74,2 jours d'été par an. Cependant, ce nombre augmentent de 7,2 par décennie.En 2023, les études en ont compté 106.
Analyser les températures
Le projet a étudié les villes de Grenoble et Échirolles permettant la mise en place de 4 stations météorologiques, ainsi qu'un réseau de 62 capteurs thermiques.Ce réseau est plus représentatif localement que la station Grenoble Saint-Geoirs. Il peut dorénavant être utilisé sur le long terme, permettant le stockage et l'utilisation de données climatiques précieuses. Enfin, le projet peut être aisément reproduit sur les communes iséroises, notamment pour caractériser leurs ICU.
Établir un réseau de capteurs
Avec l'aide des villes de Grenoble et d'Échirolles, l'ICU a été clairement identifié. Il est particulièrement intense en centre-ville, où le bâti est très dense. En été, la différence de température avec la campagne y est en moyenne de 4,4 °C et le moment le plus frais est vers 7 h, avant le lever du Soleil.Des îlots de fraîcheur ont été détectés dans les espaces végétalisés et humides, lieux refuges en cas de fortes chaleurs. Enfin, l'ICU est légèrement déplacé parles courants d'air dans la vallée.
Caractériser les ICU
Le découpage actuel des villes, par exemple en IRIS, ne permettait pas de réaliser des études climatiques fines à cause de l'hétérogénéité des quartiers.Grâce aux données satellites, les types de zones climatiques locales ont pu être identifiés avec la méthode développée par Stewart et Oke en 2012. En plus de permettre de détecter les microclimats, ce découpage informe sur les zones vulnérables très présentes, comme la LCZ 8.
Déterminer les LCZ
Le projet CASSANDRE prendra fin en 2025. La dernière partie, en cours, s'appuiera sur l'épidémiologie environnementale et sociale.Elle s'intéressera notamment à l'impact de la chaleur sur la santé des personnes vulnérables dans les collectivités de Grenoble et Échirolles.
Comprendre les effets sanitaires
En cours
Les stations et capteurs ont permis d'obtenir un suivi climatique des étés depuis 2020. Ainsi, les étés 2020, 2022 et 2023 ont été caractérisés par plusieurs épisodes caniculaires intenses (jusqu'à 41,1 °C) qui ont généralement pris fin après des périodes pluvieuses. Les ICU, caractérisés par une nuit étoilée, un vent faible et une différence de température avec la campagne d'au moins3 °C, ont causé des situations à risques sanitaires importants durant ces étés.
Étudier les étés depuis 2020
Les mémoires réalisés par les étudiants se sont appuyés sur les résultats existants pour approfondir les recherches. Ils se sont notamment intéressés aux types de temps sensibles propices aux ICU, à la température moyenne radiante, à l'indice universel du climat thermique ou encore au stress thermique subi par les habitants de Grenoble et Échirolles.
Produire des mémoires
Plusieurs cartes de vulnérabilité ont été réalisées grâce aux données de l'ICU et démographiques. Les principaux facteurs de vulnérabilité retenus ont été l'âge (très jeunes enfants et personnes âgées), le revenu et l'isolement.Ces cartes pourraient servir à prioriser l'action des services sociaux ou sanitaires dans les zones à forte vulnérabilité.Les mémoires apportent une approche moins fine géographiquement, mais avec plusde facteurs sociosanitaires.
Cartographier la vulnérabilité
Les mémoires
Le projet CASSANDRE s'est appuyé sur les travaux réalisés par des étudiants stagiaires issus de différentes parcours de master : sept du parcours GÉOÏDES (Master GAED, UGA), un du parcours GÉOMAS (Master GAED, UGA), un du parcours AIR (Master GE, UCA) et un du parcours CCST (Master IC, UGA). Six mémoires et un rapport de stage ont été soutenus pendant le projet, en s'appuyant notamment sur les résultats de deux mémoires antérieurs.
Mémoires antérieurs au projet CASSANDRE
Mémoires du projet CASSANDRE
Les populations sensibles de Grenoble se trouvent-elles dans des régions vulnérables à la chaleur ?
Quels sont les effets des vagues de chaleur sur le tourisme et les personnes âgées à Grenoble et Échirolles ?
Le climat de Grenoble est-il favorable à l'installation du moustique tigre ?
Comment ont évolué les températures à Grenoble et d'Échirolles depuis 1999 ?
Que peut-on faire pour lutter contre le stress thermique à Grenoble et Échirolles ?
Où les personnes vulnérables à la chaleur se situent-elles à Grenoble et Échirolles ?
Quelles sont les conditions météorologiques les plus propices à la présence d’un îlot de chaleur urbain ?
Quelles régions de Grenoble sont favorables à l’installation du moustique tigre ?
Quelles régions de Grenoble et d'Échirolles induisent un fort stress thermique sur la population ?
Bibliographie
Mémoires
Travaux scientifiques
Rapports
Un réseau de 5 stations météorologiques et 62 capteurs thermiques a été installé par les villes et a servi, entre autres, à la réalisation des Zones Climatiques Locales (LCZ) et à la mesure de l’intensité de l’Îlot de Chaleur Urbain (ICU). Les données sont accessibles ici : Foissard et al. 2024 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352340924005201).
Évolution du nombre de jours d'été à la station Grenoble Saint-Geoirs depuis 1973
Un jour d'été est détectable par une température maximale qui dépasse 25 °C.
©Foissard, Rome, Bigot, 2023
Classification de l’îlot de chaleur urbain et des journées chaudes en été grâce aux Types de Temps Sensibles (TTS) à l’échelle de l’aire grenobloise (2019-2022)
Yingting WANG, 2023
À partir des données récoltées sur le réseau de capteurs de 2019 à 2022, cette étude s'est intéressée à différentes situations météorologiques locales, ou types de temps sensibles (TTS), afin de déterminer celles qui caractérisent les îlots de chaleur urbains (ICU). Pour cela, le mémoire classe ces données en 7 types de temps sensibles. Il détermine ainsi que les TTS 1 et 7 sont les plus fréquents à Grenoble et Échirolles. À l'aide de deux méthodes différentes, le mémoire détermine quels types de temps sensibles étaient les plus présents lors des îlots de chaleurs.Toute deux montrent clairement que les TTS 6 et 7 sont corrélés à la présence d'ICU, mais aussi à la présence de nuits tropicales. La détection en amont de ces types de temps peut notamment permettre de mieux anticiper la présence d'un fort ICU.
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Le mémoire complet
Découpage des villes en LCZ
Types de LCZ
Impacts négatifs potentiels de la chaleur sur les motivations des touristes (©Lefebvre, à partir des travaux de Holloway & Humphreys)
Vagues de chaleur : Vulnérabilité sur les personnes âgées et le tourisme à Grenoble
Laurie LEFEBVRE, 2024
En partant de la littér ature, cette étude s'est intéressée aux effets des vagues de chaleur sur deux populations : les changements de comportement des touristes, et les conséquences sur la santé des personnes âgées. Le mémoire détaille plusieurs mécanismes précis pouvant expliquer comment les vagues de chaleur induisent une baisse de la fréquentation touristique et une perte de revenus, ainsi qu'un danger sur la santé es personnes âgées. Parallèlement à cela, des entretiens ont été réalisés avec 6 hôteliers concernant leur perception des vagues de chaleur sur le tourisme, et leur adaptation. Durant l'été 2024, des questionnaires construits durant l'étude seront distribués aux personnes âgées et aux touristes dans des lieux ciblés (office du tourisme, associations d'aide aux personnes âgées). Les résultats seront traités ultérieurement.
Entretiens avec les hôteliers
Modification de la fréquentation
Collaborations avec les institutions
Plaintes de clients
Modifications envisagées
Aménagements mis en place
Résultats en cours
Le projet CASSANDRE s'appuie sur un réseau de 4 stations météorologiques et 62 capteurs thermiques appartenants et installés par les villes de Grenoble et Échirolles.
Variation des températures maximales, minimales et des précipitations lors de l'été 2022 à Grenoble et Échirolles
©Rome et al., 2023
Les TX et TN représentent respectivement les températures maximales et minimales. RR correspond aux précipitations.LVD est l'enregistrement des températures à la station Le Versoud lors de l'été 2022, ainsi que la moyenne de 2002 à 2020.
Vulnérabilité sociale à l’ICU à Grenoble et Échirolles
A représente une forte vulnérabilité, et E une faible vulnérabilité.
Chaque carreau représente une zone de 200m sur 200m.
Traitement de données météo-climatiques, sociales et sanitaires aux échelles spatiale et temporelle fines. Application aux communes de Grenoble et d’Échirolles en Isère (1999-2024)
Jeanet FILS, 2024
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Ce mémoire se concentre sur l'analyse de la variationdes températures à Grenoble et Échirolles durant les 25 dernières années. Il démontre que les températures maximales (TX) augmentent au fil des années, hausse particulièrement marquée de 2019 à 2024 entre mai et septembre. La fréquence des années anormalement chaudes tend également à augmenter (2003, 2011, 2018, 2022 et 2023). Le mémoire s'intéresse ensuite au calcul de l'humidex durant l'été 2022. Cet indice prend en compte la température et l'humidité de l'air, et permet donc de mieux évaluer la chaleur ressentie par le corps humain. Il montre que les zones en périphérie de ville subissent un humidex plus important malgré l'ICU moins fort, ce qui traduit une humidité importante. Ainsi, les centre-villes semblent présenter un meilleur confort thermique durant la journée (car plus secs), alors que les périphéries offrent plus de confort la nuit (car moins chauds).
L'ICU de Grenoble et Échirolles
La susceptible distribution spatiale d’Aedes albopictus appliquée au modèle conceptuel des Local Climate Zone grenobloises
Thomas LAGELOUZE, 2021
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Le mémoire démontre que trois paramètres sont essentiels à la présence du moustique tigre : une concentration humaine importante, du bâti dense pour l'accueillir et la présence d'ombre pour conserver l'humidité.Grâce à ces paramètres et au découpage en Zones Climatique Locales (LCZ), l'étude détermine quelles régions de Grenoble sont les plus susceptibles d'accueillir une forte densité de moustique tigre. Il s'agit des LCZ 2 (bâtiments moyennement hauts et denses), 4 (bâtiments hauts et ouverts) et 5 (bâtiments moyennement hauts et ouverts). Des cartes de susceptibilité de présence ont ainsi pu être créées, mais nécessiteraient un suivi sur le terrain pour compléter l'étude.
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Potentiels impacts du changement climatique sur l’ensemble des rythmes de travail et d’activité à l’échelle de l’aire grenobloise
Baptiste ROUX, 2023
À partir de la littérature, le mémoire constate que le stress thermique produit par les extrêmes de chaleur affecte la santé et la productivité au travail.Suite à la réalisation d'une dizaine d'entretiens, il établit les principaux facteurs de vulnérabilité lors d'un travail en intérieur ou en extérieur dans Grenoble et Échirolles mais également les adaptations déjà effectuées par les villes. Enfin, le mémoire propose diverses stratégies applicables en amont et pendant la canicule pour améliorer les conditions de travail. Il propose également six stratégies à adopter sur le long terme.
Stations météorologiques et réseau de capteurs utilisés pour le projet CASSANDRE
Etude de la variabilité climatique grenobloise de 1973 à 2020 dans un contexte de climat changeant et pour l’installation du moustique tigre
Emma ISOARD, 2021
Cette étude démontre que les températures maximales et minimales dans Grenoble n'ont cessé d'augmenter depuis 1980. Cette hausse de chaleur favorise une éclosion précoce des œufs du moustique. Ainsi, depuis 1980 les conditions sont de plus en plus favorables à l'installation du moustique tigre à Grenoble et ce autant pour sa phase adulte (printemps-été) qu'aquatique (automne-hiver). Cependant, l'augmentation des extrêmes de chaleur (vague de chaleur, canicule) pourrait rendre les conditions grenobloises défavorables à la présence du moustique dans l'avenir en lui faisant subir un stress thermique trop important.
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L'Indice Universel du Climat Thermique
UTCI
La température de l'air n'est pas forcément la température vécue par le corps humain. C'est pourquoi il existe la température ressentie, qui prend par exemple en compte la vitesse du vent et l'humidité. Cependant, la même situation climatique n'est pas vécue de la même manière en fonction de la population exposée. Ainsi, pour une estimation plus précise du niveau de stress thermique, c'est l'UTCI qui est utilisé.
©Błażejczyk et al. 2013
L'UTCI prend également en compte les radiations émises en un lieu (par exemple par les bâtiments) ainsi que les données physiologiques et les habitudes vestimentaires des habitants.
L'Îlot de chaleur urbain
ICU
En ville, la température est plus élevée qu'en campagne, surtout la nuit. Cet écart peut dépasser 5°C à Grenoble. C'est ce qu'on appelle l'îlot de chaleur urbain.
L'ICU de Grenoble
Pourquoi en ville ?
©Foissard, Fouvet, et Ville de Grenoble 2022, adapté de T.R. Oke, 1987
Une température trop élevée la nuit empêche l'organisme de se reposer correctement, ce qui peutentrainer des conséquences sur la santé.
©Wikimedia Commons
Les Zones Climatiques Locales
LCZ
De par leur architecture et leur urbanisme, les villes sont très hétérogènes. On y retrouve des parcs, des espaces ouverts, des pavillons, des rues étroites... Cette grande diversité de milieux induit la création de micro-climats dans des zones très précises.
©Adapté de Ville de Grenoble, Ville d’Échirolles, X. Foissard, 2021. In Rome et al., 2022
Les LCZ sont une classification qui permet de découper et de catégoriser très précisément les lieux en fonction de leurs conditions micro-climatiques.
L'exemple des LCZ de Nice
Température moyenne radiante et stress thermique à l’échelle des zones climatiques locales dans la zone urbaine de Grenoble
Jade DI FRUSCIA, 2023
Le mémoire s'appuie sur les températures enregistrées durant les journées chaudes de l'été 2022 pour calculer la température moyenne radiante (Tmrt) à Grenoble et Échirolles. Il démontre qu'elle ne suit pas les mêmes variations dans la journée que la température de l'air, et présente donc un aspect particulier. Grâce à cette mesure, l'étude détermine un indice universel du climat thermique (UTCI) pour chaque région de Grenoble et d'Échirolles, dans le but de mesurer le stress vécu par les habitants. Il apparaît clairement que certaines LCZ sont caractérisées par un stress thermique plus intense, particulièrement les LCZ 8 et E (très imperméabilisées), tandis que d'autres produisent un stress thermique plus faible, comme les LCZ A et B (végétalisées).
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En savoir plus
Emma ISOARD 2021
Etude de la répartition spatiale du stress thermique estival des habitants de Grenoble au sein des Local Climate Zone (LCZ)
Etude de la variabilité climatique grenobloise de 1973 à 2020 dans un contexte de climat changeant et pour l’installation du moustique tigre
Julie MILESI, 2022
À partir des données sur l'Îlot de Chaleur Urbain (ICU) de Grenoble et grâce à l'Indice Universel du Climat Thermique (UTCI), cette étude a déterminé si certaines zones de Grenoble étaient susceptibles de produire un fort stress thermique sur certaines populations. Elle démontre que la densité de population est généralement plus élevée dans les zones à fort ICU, notamment au centre-ville. Les populations sensibles ne sont pas plus présentes que les autres en centre-ville, en revanche elles y sont plus vulnérables, notamment les personnes âgées et les ménages seuls.
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Les 6 variables pertinentes pour caractériser la vulnérabilité à la chaleur à Grenoble et Échirolles (©Méry)
Création d’une chaîne de traitement des données météo climatiques, sociales et sanitaires à échelle spatiale fine
Élie MÉRY, 2024
Certaines populations sont plus vulnérables à la chaleur que d'autres. À l'aide de la littérature, cette étude définit les 6 principales variables caractérisant la vulnérabilité à la chaleur à Grenoble et Échirolles. Grâce aux données démographiques locales, le rapport présente 10 cartes de vulnérabilités réalisées à partir d'indicescombinant différentes variables.
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Les mêmes zones de forte vulnérabilité semblent ressortir sur la majorité des cartes, indiquant des zones avec beaucoup de personnes très vulnérables. Cela démontre que les variables utilisées sont dépendantes les unes des autres, et se cumulent souvent. Par exemple, les personnes âgées sont plus susceptibles d'être isolées et les personnes à faibles revenus ont plus de chances d'habiter dans une zone très densément bâtie, favorisant un ICU fort.