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| − | |Introduction=Sous l'effet du réchauffement global de la planète, la température en milieu urbain augmente encore plus qu’à la campagne par le phénomène d’îlots de chaleur. La chaleur emmagasinée dans la journée par les surfaces imperméables et les | + | |Introduction=Sous l'effet du réchauffement global de la planète, la température en milieu urbain augmente encore plus qu’à la campagne par le phénomène d’îlots de chaleur. La chaleur emmagasinée dans la journée par les surfaces imperméables et les bâtiments urbains est tellement importante que l’air ambiant se refroidira moins la nuit. |
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| + | Avec ce défi simple et ludique , les participant.e.s pourront imaginer et tester des solutions pour s'adapter ou limiter ces phénomènes. Ce défi permet aussi de réfléchir et débattre ensemble sur les avantages et inconvénients de différentes stratégies de gestion des aménagements des villes. | ||
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| − | Suivant le nombre de | + | Suivant le nombre de participant.e.s, le défi peut se réaliser par équipe de 2 ou 3. |
Dans ce cas, chaque équipe recevra 1 plaque de carton, un morceau de sac poubelle (un peu plus grand que la taille du carton) et un bouchon large, type bouchon de bouteille de lait ou de bocal. | Dans ce cas, chaque équipe recevra 1 plaque de carton, un morceau de sac poubelle (un peu plus grand que la taille du carton) et un bouchon large, type bouchon de bouteille de lait ou de bocal. | ||
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Comment ces techniques peuvent s’appliquer dans la vie réelle ? | Comment ces techniques peuvent s’appliquer dans la vie réelle ? | ||
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| − | des éléments | + | des éléments s’envolent : vérifier que les éléments sont suffisamment accrochés, vous pouvez aussi disposer les constructions en intérieur derrière une vitre. |
|Explanations=Il existe un très grand nombre de stratégies et de constructions possibles avec le matériel proposé. | |Explanations=Il existe un très grand nombre de stratégies et de constructions possibles avec le matériel proposé. | ||
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- recouvrir le glaçon ou la surface avec des éléments mouillés, l’évaporation va absorber la chaleur | - recouvrir le glaçon ou la surface avec des éléments mouillés, l’évaporation va absorber la chaleur | ||
| − | |Applications=La surchauffe urbaine est causée causée par différents paramètres inhérents au milieu urbain que sont la forme urbaine, les caractéristiques des revêtements et la part de végétal, et encore la concentration d’activité humaine | + | |Deepen=Un îlot de chaleur urbain (ICU) est caractérisé par des températures plus élevées dans les villes (et qui ne descendent pas la nuit) comparées aux zones périurbaines ou rurales. En amplifiant les effets des vagues de chaleur, l'îlot de chaleur constitue un risque pour la population. Ce phénomène est attribuable aux types de matériaux présents en milieu urbain, à la morphologie urbaine (routes, taille des bâtiments, etc.), ainsi qu'aux activités humaines (dégagement de chaleur lié au chauffage ou à la climatisation). |
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| + | Les villes emmagasinent plus de chaleur que les campagnes. Les plantes, en plus de fournir de l'ombre, utilisent l'énergie solaire pour évaporer une partie de leur eau, contribuant ainsi au rafraîchissement de l'air. La végétation et le sol eux-mêmes se réchauffent peu, contrairement à l'environnement urbain. Les matériaux de construction tels que le béton, la brique ou la pierre absorbent la chaleur durant la journée par rayonnement solaire, et la libèrent progressivement dans l'atmosphère la nuit, empêchant ainsi l'air de se refroidir. | ||
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| + | Ainsi, alors que l'air en zone rurale se refroidit rapidement la nuit, les surfaces urbaines plus chaudes limitent ce refroidissement. '''Donc, l'îlot de chaleur urbain n'est pas créé parce que l'air en ville se réchauffe plus rapidement, mais parce qu'il se refroidit plus lentement.''' | ||
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| + | <nowiki>*</nowiki>Capacité d’une surface à renvoyer une partie des rayons lumineux vers l’espace - voir [[Lumière, couleurs et chaleur]] | ||
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La surchauffe urbaine ou « ilot de chaleur urbain » est notamment très marquée pendant la période estivale. Les nuits restant chaudes, ce phénomène est un facteur important dans la surmortalité liée aux canicules. | La surchauffe urbaine ou « ilot de chaleur urbain » est notamment très marquée pendant la période estivale. Les nuits restant chaudes, ce phénomène est un facteur important dans la surmortalité liée aux canicules. | ||
| − | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:UHI profile i18n-domaine public.png|0=500px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/9/9c/UHI_profile_i18n-domaine_public.png|href=./Fichier:UHI profile i18n-domaine public.png|resource=./Fichier:UHI profile i18n-domaine public.png|caption=Profil d'îlot de chaleur urbain. 1 = résidentiel de banlieue, 2 = parc; 3 = Résidentiel urbain; 4 = centre-ville; 5 = Commercial; 6 = résidentiel suburbain; 7 = Rural|size=500px}}Pour rafraîchir les villes, plusieurs mesures peuvent être mises en place : façade claire et réfléchissante, espaces verts, fontaines, arrosage des rues, végétalisation de la ville (toitures, murs, trottoirs...).{{#annotatedImageLight:Fichier:Defi - rafraichir la ville- | + | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:UHI profile i18n-domaine public.png|0=500px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/9/9c/UHI_profile_i18n-domaine_public.png|href=./Fichier:UHI profile i18n-domaine public.png|resource=./Fichier:UHI profile i18n-domaine public.png|caption=Profil d'îlot de chaleur urbain. 1 = résidentiel de banlieue, 2 = parc; 3 = Résidentiel urbain; 4 = centre-ville; 5 = Commercial; 6 = résidentiel suburbain; 7 = Rural|size=500px}}Pour rafraîchir les villes, plusieurs mesures peuvent être mises en place : façade claire et réfléchissante, espaces verts, fontaines, arrosage des rues, végétalisation de la ville (toitures, murs, trottoirs...).{{#annotatedImageLight:Fichier:Defi - rafraichir la ville Paris-2-pixabay.jpg|0=666px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|alt=mur végétal à Paris|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/6/67/Defi_-_rafraichir_la_ville_Paris-2-pixabay.jpg|href=./Fichier:Defi - rafraichir la ville Paris-2-pixabay.jpg|resource=./Fichier:Defi - rafraichir la ville Paris-2-pixabay.jpg|caption=mur végétal à Paris|size=666px}}<br /> |
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|Animation=Il est possible de rajouter un coût suivant les matériaux utilisés afin d’inclure une dimension économique à l’activité. | |Animation=Il est possible de rajouter un coût suivant les matériaux utilisés afin d’inclure une dimension économique à l’activité. | ||
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| + | - CNRM : http://www.umr-cnrm.fr/spip.php?article197 | ||
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| − | + | Exemple d'adaptation aux îlots de chaleur : https://www.cerema.fr/fr/actualites/ilots-chaleur-agir-territoires-adapter-villes-au-changement ou https://www.inspq.qc.ca/changements-climatiques/actions/ilots-chaleur#:~:text=strat%C3%A9gies%20d'intervention.-,Emprises%20routi%C3%A8res,rendre%20l'environnement%20plus%20attrayant. | |
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Version actuelle datée du 5 septembre 2025 à 15:46
Trouver, tester et comparer des solutions pour limiter les îlots de chaleur en milieu urbain !
Difficulté
Facile
Durée
2 heure(s)
Disciplines scientifiques
Physique
Introduction
Sous l'effet du réchauffement global de la planète, la température en milieu urbain augmente encore plus qu’à la campagne par le phénomène d’îlots de chaleur. La chaleur emmagasinée dans la journée par les surfaces imperméables et les bâtiments urbains est tellement importante que l’air ambiant se refroidira moins la nuit.
- Matériel et outils
Glaçon 
Les propriétés physiques de l'eau font qu'elle est l'une des seules matières qui se dilate en gelant. Ainsi, le volume occupé par un glaçon est plus grand que le volume de la même quantité d'eau à l'état liquide.
Carton 
Le terme carton désigne certains types de papiers généralement caractérisés par une rigidité, une épaisseur et/ou un grammage relativement élevés ; cependant, la distinction peut être faite en fonction des caractéristiques et de l’emploi. Par exemple, certains matériaux cannelés légers sont considérés comme des cartons alors que les feuilles de papier buvard ou certains supports artistiques à fort grammage sont considérés comme des papiers.
Pot de yaourt 
Contenant du bon lait fermenté, nommé yaourt, fréquemment mangé en dessert. Souvent fabriqués en plastique, au lieu de les jeter tout de suite après avoir mangé le contenu, nous pouvons conserver nos pots de yaourt pour réaliser des expériences scientifiques.
Sac plastique 
Un sac plastique est un sac léger fabriqué en matière plastique (éventuellement biodégradable) destiné à accueillir divers types de contenu, alimentaire ou non. Les sacs portent différents noms en fonction de l'usage auquel ils sont destinés ; on distingue notamment le sac poubelle, le sac de caisse, offert, vendu ou prêté par les commerces pour le transport des achats, le sac sous vide, le publisac, etc.
Cure-dent 
Un cure-dent est un bâtonnet piquant, aigu, qu'il est possible d'introduire entre les dents, et ainsi retirer les résidus, les particules alimentaires demeurées prises entre celles-ci.
Les cure-dents sont aussi utilisés pour piquer des hors-d'œuvre et permettre de les saisir facilement (cubes de fromage, olives, petites saucisses, petits bouts de viande etc.).
Paire de ciseaux 
Outil tranchant qui permet de couper divers matériaux.
Scotch 
Scotch transparent
Papier brouillon
[[File:]]
papier brouillon ou papier journal
Pâte à fixe
[[File:]]
La patafix est une gomme tackante, à l'origine jaune, mais disponible également en blanc. Créée par l'entreprise allemande UHU, elle permet de coller des objets légers. Son utilité principale est de fixer des posters sur les murs. L'avantage de la patafix dans cet usage est de n'abimer ni le poster ni le mur, et d'être réutilisable à volonté.
Bouchon plastique 
permet de fermer une bouteille hermétiquement ou de faire beaucoup d’expériences
Étape 1 - Réunir le matériel
En amont, préparer des glaçons : vous pouvez utiliser des petits pots de yaourt afin d’avoir des glaçons suffisamment gros (pour qu’ils ne fondent pas trop vite).
Suivant le nombre de participant.e.s, le défi peut se réaliser par équipe de 2 ou 3.
Dans ce cas, chaque équipe recevra 1 plaque de carton, un morceau de sac poubelle (un peu plus grand que la taille du carton) et un bouchon large, type bouchon de bouteille de lait ou de bocal.
Préparer également une table avec du matériel à disposition pour tous les participants : du scotch, du journal, des ciseaux, de l’aluminium, des cure-dents, de la pate à fixe, des rouleaux de papier toilette, des feuilles, de la mousse, du polystyrene, du tissu, du papier, de l’eau...
N.B. : Les éléments utilisés peut varier selon ce qui est disponible... et l'imagination. Il est conseillé d'utiliser en priorité des matériaux naturels, gratuits et compostables, qui pourront être réutilisé ou remis dans le milieu naturel après l'expérience, et/ou des objets et matériaux de récupération, de préférence réutilisables ou recyclables.
Étape 2 - Plantez le décor !
Chaque équipe va réaliser son support.
Pour cela scotcher un morceau de sac poubelle sur sa planche de carton.
Poser un bouchon au mileu de la surface, il recevra le glaçon à la fin de la construction
Vous pouvez également préparer une surface de plus qui servira de planche témoin.
Étape 3 - Réaliser le défi
Le carton représente la terre. Le sac poubelle représente le bitume. Le glaçon représente un bâtiment urbain. En étant exposé au soleil, ce dernier va fondre.
Le défi consiste , pour chaque équipe, à imaginer et mettre en place, à l'aide du matériel mis à disposition, une stratégie pour que son glaçon fonde le moins possible.
Pour cela, les équipes disposeront d'un temps limité, 20 minutes par exemple.
Pendant ce temps, les équipes sont autorisées à ajouter des élements, à découper dans le sac poubelle pour « désimperméabiliser » leur sol mais elle ne peuvent pas l’enlever entièrement.
Une fois le temps de construction écoulé, demander aux équipes de placer leurs terrains côté à côte en plein soleil (avec précautions !).
Ajouter ensuiter le glaçon et laisser au soleil pendant 1h.
Étape 4 - Comparaison des résultats
Au bout du temps écoulé, comparer les résultats.
Quelle équipe a réussi à conserver au mieux son glaçon ?
Comment ces techniques peuvent s’appliquer dans la vie réelle ?
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Les résultats sont variables suivant les techniques utilisées.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Le manque de soleil : dans ce cas utiliser une source lumineuse
des éléments s’envolent : vérifier que les éléments sont suffisamment accrochés, vous pouvez aussi disposer les constructions en intérieur derrière une vitre.
Explications
Il existe un très grand nombre de stratégies et de constructions possibles avec le matériel proposé.
On peut regrouper les stratégies en 3 catégories :
- ombrager le glaçon en lui installant un toit
- modifier la surface pour qu’elle accumule moins de chaleur
- recouvrir le glaçon ou la surface avec des éléments mouillés, l’évaporation va absorber la chaleur
Plus d'explications
Un îlot de chaleur urbain (ICU) est caractérisé par des températures plus élevées dans les villes (et qui ne descendent pas la nuit) comparées aux zones périurbaines ou rurales. En amplifiant les effets des vagues de chaleur, l'îlot de chaleur constitue un risque pour la population. Ce phénomène est attribuable aux types de matériaux présents en milieu urbain, à la morphologie urbaine (routes, taille des bâtiments, etc.), ainsi qu'aux activités humaines (dégagement de chaleur lié au chauffage ou à la climatisation).
Les villes emmagasinent plus de chaleur que les campagnes. Les plantes, en plus de fournir de l'ombre, utilisent l'énergie solaire pour évaporer une partie de leur eau, contribuant ainsi au rafraîchissement de l'air. La végétation et le sol eux-mêmes se réchauffent peu, contrairement à l'environnement urbain. Les matériaux de construction tels que le béton, la brique ou la pierre absorbent la chaleur durant la journée par rayonnement solaire, et la libèrent progressivement dans l'atmosphère la nuit, empêchant ainsi l'air de se refroidir.
Ainsi, alors que l'air en zone rurale se refroidit rapidement la nuit, les surfaces urbaines plus chaudes limitent ce refroidissement. Donc, l'îlot de chaleur urbain n'est pas créé parce que l'air en ville se réchauffe plus rapidement, mais parce qu'il se refroidit plus lentement.
De plus, de nombreux matériaux urbains possèdent un faible albédo* (représenté dans le défi par le morceau de sac poubelle noir), exacerbant encore davantage le stockage de chaleur en milieu urbain.
*Capacité d’une surface à renvoyer une partie des rayons lumineux vers l’espace - voir Lumière, couleurs et chaleur
Applications : dans la vie de tous les jours
La surchauffe urbaine est causée causée par différents paramètres inhérents au milieu urbain que sont la forme urbaine, les caractéristiques des revêtements et la part de végétal, et encore la concentration d’activité humaine.
La surchauffe urbaine ou « ilot de chaleur urbain » est notamment très marquée pendant la période estivale. Les nuits restant chaudes, ce phénomène est un facteur important dans la surmortalité liée aux canicules.
Pour rafraîchir les villes, plusieurs mesures peuvent être mises en place : façade claire et réfléchissante, espaces verts, fontaines, arrosage des rues, végétalisation de la ville (toitures, murs, trottoirs...).
Vous aimerez aussi
L'isolation d'une construction
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- comprendre qu’il est possible d’influer sur la température d’une surface/découvrir les capacités réfléchissantes des objets
- réfléchir en équipe
- chercher des solutions d'adaptation face aux vagues de chaleur
Pistes pour animer l'expérience
Il est possible de rajouter un coût suivant les matériaux utilisés afin d’inclure une dimension économique à l’activité.
Sources et ressources
explication du phénomène d'îlot de chaleur
- CNRM : http://www.umr-cnrm.fr/spip.php?article197
-Météo France : https://meteofrance.com/le-changement-climatique/observer-le-changement-climatique/quest-ce-que-lilot-de-chaleur-urbain
Exemple d'adaptation aux îlots de chaleur : https://www.cerema.fr/fr/actualites/ilots-chaleur-agir-territoires-adapter-villes-au-changement ou https://www.inspq.qc.ca/changements-climatiques/actions/ilots-chaleur#:~:text=strat%C3%A9gies%20d'intervention.-,Emprises%20routi%C3%A8res,rendre%20l'environnement%20plus%20attrayant.
Dernière modification 5/09/2025 par user:Quentin G..
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