Adaptation des cours d’école : une expérimentation climatique à Metz 

Actualité de l'Equipe projet de recherche TEAM : Transferts et interactions liés à l'eau en milieu construit
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En France, les élèves passent environ un tiers de leur journée à l’école, dont au minimum 30 minutes dans la cour de récréation¹.  Leur configuration et leur aménagement ont une influence non négligeable sur ce temps de pause, les sociabilités et les jeux qui s’y développent.

Comment les cours d'école peuvent-elle contribuer à améliorer le confort climatique?

Les épisodes caniculaires ont contribué à attirer l’attention sur les phénomènes d’inconfort thermique dans les écoles (à la fois dans les bâtiments et dans les cours d’école), que ces canicules surviennent en pleine période scolaire comme au mois de juin 2019, ou bien au mois de juillet et d’août où elles impactent souvent les usagers des activités qui peuvent être mises en place dans les bâtiments (loisirs, accueil). La popularisation scientifique comme médiatique du phénomène d’îlot de chaleur urbain (surchauffe des espaces urbains dont résultent des températures plus élevées que dans les espaces naturels environnants, en particulier la nuit) contribue également à la prise de conscience sur les effets cumulés des espaces fortement anthropisés et à rechercher des opportunités de végétalisation et de désimperméabilisation en milieu urbain.

Depuis quelques années et de façon assez notable lors des campagnes municipales de 2020, le duo végétalisation/ désimperméabilisation des cours d’écoles s’est imposé comme une réponse politique à ces nouveaux enjeux d’adaptation climatique. Ce duo fait également écho à la notion de Solutions Fondées sur la Nature (SFN), qui désigne la restauration ou la création d’un écosystème dont les fonctions ou services vont constituer une réponse à un enjeu de société, y compris l’enjeu d’adaptation au changement climatique.

Dans ce contexte, le travail de thèse de Nassima Hassani, sous la direction de Gilles Drogue, au laboratoire LOTERR (Centre de Recherche en Géographie) de l’Université de Lorraine, et en partenariat avec la métropole de Metz et l’ADEME, a pour objectif de mieux comprendre le phénomène d’îlot de chaleur urbain sur ce territoire en associant plusieurs outils de diagnostic à différentes échelles spatiales. L’équipe de recherche TEAM et l’équipe Biodiversité Aménagement Nature en Ville du Cerema collaborent à ce travail de recherche pour mieux appréhender l’intérêt et la complémentarité de certains types de mesures physiques in-situ, en particulier les variables microclimatiques liées au confort thermique.

La ville de Metz, compétente en matière de gestion et de réfection des écoles maternelles et élémentaires, mène avec la Métropole des réflexions sur la conception de ces espaces, que les travaux de recherche pourraient contribuer à appuyer et parfaire. C’est donc sur une des écoles de la ville en cours de réfection que l’ensemble de ces partenaires se sont associés pour la réalisation de mesures microclimatiques d’état des lieux avant travaux : l’école Saint-Eucaire, construite à la fin du XIXème siècle, qui se situe en périphérie du centre historique de Metz dans la zone de la ville la plus sensible au phénomène d’îlot de chaleur urbain (Hassani et Drogue 2021). 

L’école compte trois cours, l’une pour les élèves de maternelle, les deux autres pour les élèves de l’élémentaire. Les cours de l’école élémentaire feront l’objet d’une rénovation en 2022. L’une d’entre elles comprend actuellement une dizaine de grands arbres (érables sycomore et tilleuls à petites feuilles), situés dans la partie ouest de la cour et apportant d’ores-et-déjà un ombrage de fin d’après-midi sur les espaces de jeu. Elle intègre également un espace de jardinage pédagogique, composé de bacs à compost et de cultures en bac. 

objectiver l'apport des aménagements par des mesures avant / après

Le projet prévoit la désimperméabilisation d’une partie de cette cour, notamment au niveau des pieds d’arbres, la création d’une strate végétale intermédiaire (arbustes et buissons), la plantation de nouveaux arbres et le maintien de l’ensemble des arbres existants à l’exception d’un des érables. Ces nouveaux aménagements doivent améliorer les usages, mais aussi améliorer les ambiances climatiques de la cour, voire des espaces attenants, ce que la réalisation de mesures locales avant et après travaux sera à même de confirmer.

Les premières mesures sur cette cour ont associé le LOTERR [1] et le Cerema. La campagne s’est déroulée le 21 juillet 2021 de 10H00 à 17H00 sans interruption. Les conditions météorologiques étaient caractéristiques d’une belle journée estivale anticyclonique, avec peu de vent et sans nuage, soit des conditions, propices au phénomène d’îlot de chaleur urbain.

La campagne avait pour objectif, de cartographier avant travaux, les zones de surchauffe pouvant conduire à l’inconfort des élèves et personnels scolaires, par la combinaison d’une cartographie thermique infrarouge par drone et de mesures microclimatiques au sol dans plusieurs zones d’intérêt.

Le protocole imposait des mesures microclimatiques – parmi lesquelles température et humidité de l’air, vent, flux solaire, température moyenne radiante - toutes les heures pour plusieurs points de la cour. En milieu d’après-midi, une mesure des températures de surface a été effectuée via le drone du LOTERR, et complétée par des mesures quasi synchronisées réalisées par une caméra thermique manuelle au sol.

Le confort est évalué à l’aide de l’indice normalisé UTCI. Cet indice, exprime une température équivalente ressentie, en agrégeant les données climatiques citées précédemment. Les plages de températures définissent le niveau de stress ressenti. L’instrumentation développée par le Cerema, a permis de déplacer le dispositif de mesure du confort couvrir un ensemble de zones supposées plus ou moins exposées à la chaleur.

La complémentarité des mesures nous permettra de mieux connaître l’impact de la nature des matériaux de surface, des arbres et de la morphologie de la cour sur la température ressentie mesurée.

Les résultats feront l’objet d’une publication ultérieure. 
 

1 Il s’agit là du minimum prévu par l’arrêté du 9-11-2015 - J.O. du 24-11-2015 (15 minutes par demie journée en école élémentaire, trente minutes en école maternelle).