Analyse de la relation entre îlots de chaleur urbains et qualité de l’air à Libreville

La relation entre îlots de chaleur urbains et qualité de l’air est analysée dans le contexte de l’agglomération de Libreville, mettant en lumière les impacts de ces phénomènes sur l’environnement et la santé humaine. L’étude souligne l’importance de mieux comprendre ces interactions pour des interventions efficaces.

DEUXIEME PARTIE :

EXAMEN DE LA RELATION ENTRE L’ILOT DE CHALEUR URBAIN ET LA QUALITE DE L’AIR DANS

[img_2]

L’AGGLOMERATION DE LIBREVILLE

[img_3]

74 | P a g e

L’état actuel des connaissances sur le phénomène de l’ICU est de mieux en mieux documenté pour sa formation (naturelle ou anthropique). De même, plusieurs de travaux caractérisent et quantifient ses impacts sur l’Homme et l’environnement. Le lien avec la pollution atmosphérique est également à approfondir puisque les conditions d’apparition des deux : phénomènes d’ICU et pollution, sont souvent liées (YOSHIKADO et al, 1996).

Ainsi, cette partie de notre travail est axée sur la présentation des différents résultats produits. Tout d’abord, nous présenterons la spatialisation des ilots de chaleur urbain de l’agglomération de Libreville Ensuite nous présenterons l’analyse de la variation spatio-temporelle des concentrations des PM10 et PM2.5 au sein de l’agglomération de Libreville et la relation entre température de l’air et les PM10 ET PM2.5.

Figure 24: synthèse des résultats produits et analysés

[img_4]

Réalisée par ZOLO-M’BOU Dergy-Strede, 2023

75 | P a g e

CHAPITRE 4 : SPATIALISATION DES ILOTS DE CHALEUR URBAIN DE L’AGGLOMERATION DE LIBREVILLE

Les espaces urbanisés observent une élévation des températures au sol et dans l’air. Ce phénomène est appelé îlots de chaleur urbain (DUBREUIL et al, 2011). Le développement ci-dessous présente les quelques résultats de l’observation et de qualification des champs de température de l’agglomération de Libreville. Nous abordons dans ce chapitre le diagnostic de l’ICU de la canopée urbaine et la thermographie Landsat de l’ICU de surface au sein de l’agglomération de Libreville.

4.1 DIAGNOSTIC DE L’ICU DE CANOPEE URBAINE DE L’AGGLOMERATION DE LIBREVILLE

4.1.1 Variabilité de l’ICU annuelle

La graphique 2 illustre l’ensemble des résultats obtenus aux différents sites de mesure entre février 2022 et janvier 2023. Le site TTIGE (FOYER PLEIN NIGER) enregistre la température moyenne annuelle la plus importante, avec 28°C, pour un écart de l’ordre de 3°C avec la valeur moyenne minimale enregistrée, soit 25°C pour les sites PK11 MELEN, WE NEED UOB ET ADLGSEZ.

L’observation des températures mesurées présente une différence entre les sites de mesure. Il existe une différence comprise entre 1°C et 3°C. L’amplitude thermique de moyenne annuelle est de 3°C. Cette différence est imputable à la forme de l’agglomération et aux caractéristiques de chaque site. Autrement dit, les températures mesurées sont influencées par des éléments de chaque site (variations des facteurs physico-chimiques du milieu).

Pour (AZEVEDO et al, 2016), la circulation automobile, l’albédo et la grande inertie des matériaux sont autant de facteurs qui font augmenter les températures d’un milieu. Ainsi, les températures du site TTIGE (FOYER PLEIN NIGER), MINEF et (SHERCKO, AKANDA) sont influencées par le relief et l’énergie solaire réfléchit par les matériaux constitutifs de la construction de cet espace.

La distinction est claire entre les sites, démontrant qu’il existe bel et bien une relation entre la température et activités humaines (toutes les consommations d’énergie participent à l’élévation de la température de l’environnement et à la formation de L’ICU), la présence de végétation et le bati. Le bilan de la variabilité de l’ensemble des sites présente un écart-type de 0,943 (rapport en annexe 5).

76 | P a g e

Graphique 2 : variation annuelle des Températures de l’air mesurées sur des sites de février 2022 à janvier 2023

[img_5]

La carte 6 ci-dessous montre la variation spatiale de la température moyenne annuelle de l’air de l’agglomération de Libreville. Un contraste thermique y est donc présenté. Nous observons un îlot de chaleur intense dans les zones les plus chaudes couvrants les quartiers AVEA, AWENDJE et GLASS. Tandis que les zones les moins chaudes couvrent les espaces suburbains (PK11 MELEN, ONDOGO), les quartiers proches des sites WE NEED UOB et au niveau des espaces les plus végétalisés proche du site ADLGSEZ.

De manière générale, cette carte met en évidence une organisation spatiale de l’ICU par un contraste thermique opposant le centre-ville sensiblement plus chauds et la périphérie moins chaude. Cette répartition des valeurs spatiales de la moyenne de l’ICU de la canopée urbaine annuelle s’explique par la densité et la typologie végétale et de l’évapotranspiration présentent dans notre zone d’étude.

77 | P a g e

Carte 6 :Variation spatiale des températures de l’air annuelle

[img_6]

Source : Données_map.purpleair.com

Réalisé par ZOLO-M’BOU Dergy-Strede, 2023

78 | P a g e

4.1.2 Variabilité de l’ICU mensuelle

Les graphiques de tendances ci-dessus vous donnent l’évolution des températures sur différentes échelles de temps à différents endroits. Ces graphiques sont très utiles pour comparer l’évolution des températures de l’air entre différents mois et sur différents sites.

Le figue 25 résume l’ensemble des résultats obtenus aux sites de mesure de l’agglomération de Libreville de février 2022 à janvier 2023. On constate une variabilité des températures mensuelles à l’échelle de cette agglomération. Un maximum de 29°C est atteint durant les mois de Février 2022 (SHERCKO, AKANDA), août 2022 (ENEF) et novembre 2022 (ENEF). La plus faible température mensuelle enregistrée est 22°C, obtenue durant le mois de juillet 2022 (TTIGE (FOYER NZENG-AYONG)).

Figure 25: Variation mensuelle des températures de l’air mesurées sur des sites de février 2022 à janvier 2023

[img_7]

D’une manière générale, l’amplitude thermique moyenne mensuelle enregistrée au niveau des sites tend à augmenter la période de juin à Aout. Les mois de juin, juillet et aout sont enregistrent les amplitudes thermiques moyennes mensuelles les plus importantes sur la période d’étude. A l’inverse, les mois de février 2022, mars 2022, avril 2022, mai 2022, décembre 2022 et janvier 2023 se distinguent particulièrement des autres. L’amplitude thermique moyenne mensuelle y est en effet relativement réduite à la valeur de 2 °C (graphique 3). Il faut tout de même noter que plusieurs facteurs influencent l’amplitude thermique d’un territoire.

79 | P a g e

Particulièrement, le relief, l’altitude, la proximité de la mer, l’ensoleillement pour ne citer que cela¹.

Graphique 3 : Variation de l’amplitude thermique des moyennes mensuelles des températures enregistrées

[img_8]

Le graphique 4, montre l’évolution des températures de l’air sur notre période d’étude selon les sites de mesure. Les variations par site des moyennes mensuelles de températures y sont en effet observables. L’écart entre les sites sélectionnés est manifeste pendant la période juillet-aout-septembre.

Graphique 4 : Variation des températures moyennes mensuelles de l’air mesurées sur des sites de février 2022 à janvier 2023

[img_9]

1. Plus de détail sur : https://momes.parents.fr/apprendre/matieres-scolaires/histoire-geographie-emc/geographie/calcul-amplitude-thermique-exercice-833974

80 | P a g e

Ces cartes présentées dans la Figure 26, mettent en relief la variation spatiale des températures de l’air pour chaque mois (de Février 2022 à janvier 2023). On constate que l’organisation spatiale de la température de l’air varient au cours de la période d’étude et cela en fonction du mois. La variabilité spatiale de la température de l’air de chaque mois y est présentée.

La répartition des zones les plus chaudes et des zones les moins chaudes diffère selon le mois. Cette variabilité de la répartition des valeurs spatiales de l’ICU de la canopée urbaine mensuelle s’explique certes par la densité du bâti, altitude, la densité végétale et de l’évapotranspiration présentent dans notre zone d’étude.

Il y’a des apports écosystémiques d’autres paramètres métrologiques (l’humidité et le vent) par exemple, qui change en fonction du mois.

Figure 26: Variation spatiale des températures de l’air mensuelle

[img_10]

81 | P a g e

[img_11]

Source : Données_map.purpleair.com

Réalisé par ZOLO-M’BOU Dergy-Strede, 2023

Cette figure montre que la zone du cap estérias a une température moyenne mensuelle de l’air plus chaude les mois d’août, novembre décembre et janvier 2023. Le reste des mois ces températures sont moyennes ou plus plus faibles. Le foyer alénakiri a une température moyenne mensuelle de l’air plus chaude les mois Mars, avril, septembre, octobre et décembre. Le centre-ouest de l’agglomération de Libreville présente le plus de mois à faible température moyenne mensuelle de l’air (juste le mois d’avril qui présent des températures élevées).

82 | P a g e

4.1.3 Variabilité de l’ICU en fonction des saisons

La figure 27 illustre les différences des températures moyennes à chacune des saisons.

L’ensemble de ces valeurs présentent des variations en fonction de la saison et des sites.

Figure 27: Variation saisonnières des températures mesurées sur des sites de février 2022 à janvier 2023

[img_12]

Réalisé par ZOLO-M’BOU Dergy-Strede, 2023

S’agissant de la saison sèche, nous pouvons noter que les températures moyennes diffèrent de 23,33 °C (WE NEED UOB) à 26 °C (SHERCKO AKANDA et ENEF). Ces variations saisonnières correspondent aux moyennes des températures moyennes de l’air de la période juillet-aout-septembre (période de saison sèche) des sites présentés sur le graphique.

En ce qui concerne la saison des pluies, nous remarquons que les températures moyennes de l’air sont globalement différentes selon les sites des mesures. Elles varient de 25 °C (WE NEED UOB) à 27,66 °C (ENEF). Ces valeurs indiquées sur ce graphe représentent températures moyennes de l’air de la période Octobre-Novembre-Décembre (période de saison des pluies) des sites présentés sur le graphique.

Une comparaison des températures moyenne de l’air mesurées selon les sites et les saisons est en effet essentielle. Car cela met en relief les contrastes saisonniers des températures de l’air (GNAMIEN et al, 2020). La saison sèche a subi une variation moins importante que celle de la saison des pluies qui a une variation plus prononcée. Le maximum en terme de température moyenne de l’air saisonnière est de 27,66 °C (ENEF) obtenu en saison des pluies. A contrario, le minimum en terme de température moyenne de l’air saisonnière est présent au site WE NEED UOB avec 23,33 °C en saison sèche. Pour (MODINGA DIKONDO, 2018) les températures à Libreville sont influencées par les éléments spécifiques à chaque milieu. Les zones bati auront le plus souvent les température plus élevés que les zones à végétations.

Spatialement, nos résultats mettent en évidence l’organisation de l’ICU de la canopée urbaine: l’écart thermique entre différentes zones de l’agglomération de Libreville est visible. La Figure 28, met en évidence le contraste thermique de notre zone d’étude à travers deux cartes : (A) variation spatiale des Températures de l’air en saison sèche et (B) variation spatiale des Températures de l’air en saison des pluies.

Nous parlons respectivement de la plus forte et la plus faible température moyenne de l’air saisonnière de tous les sites durant toute la période de mesure. En saison des pluies, le dégagement de chaleur est plus intense qu’en saison sèche. L’ICU de la canopée urbaine n’est pas cantonné aux zones à forte densité urbaine mais s’étend aussi aux zones d’activités périphériques.

Ce sont les caractéristiques physiques du milieu, des variables atmosphériques et météorologiques qui expliquent cette Variabilité spatiale. Nous citons particulièrement, le vent, l’humidité, altitude, le relief et l’albédo des matériaux.

Figure 28 : Variation spatiale des températures de l’air saisonnière

[img_13]

Source : Données_map.purpleair.com

Réalisé par ZOLO-M’BOU Dergy-Strede, 2023

________________________

¹ Plus de détail sur : https://momes.parents.fr/apprendre/matieres-scolaires/histoire-geographie-emc/geographie/calcul-amplitude-thermique-exercice-833974 ↑