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Réchauffement climatique en ville et ses répercussions énergétiques

Cas de l’agglomération de Sfax (centre-est de la Tunisie)
Climate warming in town and its energy repercussions
Salem Dahech and Marwen Ghribi
p. 29-38

Abstracts

The warming trend is indisputable from the 1990s. In addition, an extension of the warm season accompanied by high recurrence of heat waves has been recorded. Recent changes in the urban fabric and the new architectural style in the Greater Sfax, have accentuated the urban heat island and thermal discomfort. We found over-consumption of electrical energy during summer compared to spring, particularly in the most populated areas (downtown and neighborhoods). A high consumption of electrical energy is observed in glass buildings, particularly on the top floors.

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Full text

1Le réchauffement contemporain, attesté à l’échelle planétaire et en Méditerranée par de nombreux travaux (DUPLESSY, 2001 ; IPCC, 2007 et 2013), est amplifié dans les grandes agglomérations par l’effet de l’îlot de chaleur urbain (ICU). Ce phénomène est défini par une hausse de la température dans les parties densément bâties de la ville par rapport à sa périphérie végétalisée (OKE, 1973). En Méditerranée, dans les villes côtières, comme Sfax au centre-est tunisien, l’étude de l’ICU ainsi que la brise littorale a un intérêt particulier car ces deux phénomènes jouent un rôle essentiel pour la détermination de l’ambiance bioclimatique. En été, si la brise de mer adoucit la température durant le jour, l’ICU aggrave l’inconfort thermique durant la nuit dans les quartiers denses qui ne cessent de s’étendre horizontalement et verticalement pour répondre au besoin croissant en logement (DAHECH, 2012).

2La chaleur excédentaire engendrée par la ville, particulièrement en été, n’est pas sans incidences sur la santé humaine ou sur la consommation en énergie électrique dédiée à la climatisation (FUNG et al., 2006. Durant les événements caniculaires, il a été démontré, dans plusieurs villes (notamment aux États‑Unis), que les quartiers denses, occupés par une population vulnérable, correspondaient à des îlots de chaleur ainsi qu’à des « îlots de décès » (JOHNSON et WILSON, 2009).

3Même si l’ICU peut avoir des conséquences positives sur la consommation énergétique en hiver, comme cela a été montré par SANTAMOURIS et al., (2001) à Athènes, en été, les charges thermiques peuvent doubler avec l’effet de l’ICU. Parallèlement la performance des systèmes d’air conditionné est réduite de 25 % (idem). Ce problème se pose principalement dans les régions a été chaud et calme comme autour de la Méditerranée. À Los Angeles, AKBARI et al., (2001), ont montré que l’augmentation de la consommation de l’énergie électrique dédiée à la climatisation de 5 à 10 % était liée à l’ICU et que son coût était d’environ 100 millions de dollars par an.

4Dans cet article, suivant ces constatations, nous analyserons les conséquences du réchauffement contemporain et de l’ICU dans l’agglomération de Sfax sur la consommation de l’énergie électrique durant la saison chaude.

1 - Méthodes et données

5Au niveau de l’analyse climatique à l’échelle de l’agglomération de Sfax, la variabilité interannuelle des températures minimales et maximales (à léchelle annuelle et saisonnière) entre 1974 et 2015 a été analysée à partir des données fournies par l’Institut national de la Météorologie (INM). Puis, l’ICU de l’agglomération de Sfax a été mis en évidence à partir des mesures itinérantes et de l’imagerie satellitaire. Les mesures des températures nocturnes de l’air (à 2 m du sol et à 5 m au minimum des bâtiments) ont été réalisées instantanément par trois équipes équipées par des capteurs portables de type « Testo ». Les mesures, réalisées en juillet 2002, juillet 2012 et juillet 2016 ont été effectuées uniquement la nuit par temps radiatif. Le champ thermique en surface a été déterminé à partir dune scène NOAA-AVHRR (National Oceanic Atmospheric Agency)-(Advenced Very Hight Radiometric Resolution) et une image ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer/Thermal Infrared Radiometer) prises à la même date, par temps radiatif (ciel clair). Le format de données AVHRR choisi est de type LAC (Local Area Coverage), soit avec une résolution spatiale de 1,1 km. Les deux canaux 4 et 5, enregistrés dans l’infrarouge thermique (respectivement 10,3-11,3 µm et 11,5-12,5 µm) ont été utilisés pour déduire les températures de surface par la méthode du Split Window en utilisant la formule de DESCHAMPS et PHULPIN (1978) » (DAHECH, 2012). La méthode Multi-Channel Sea-Surface Temperature (MCSST) développée par T. Matsunga (1996) a été utilisée pour traiter la scène Aster de 90 m de résolution (CHARFI et DAHECH, 2014).

6Ensuite, l’analyse de l’impact des matériaux de construction sur l’ambiance thermique a été effectuée à travers des mesures de températures à l’intérieur des bâtiments.

7Afin d’évaluer la consommation énergétique des habitations durant la saison chaude, des enquêtes ont été réalisées auprès de 630 ménages (clients résidentiels de la Société tunisienne de l’électricité et du gaz, STEG). Cet échantillon, représente théoriquement une proportion avec un niveau de confiance de 95 % et une marge d’erreur à 3,5 % (STATISTIQUE CANADA, 2010). Le questionnaire utilisé est composé de 10 questions visant à démontrer la variabilité saisonnière de la consommation électrique et le changement des modes d’adaptation de la population face au réchauffement contemporain, marqué principalement par l’aggravation de l’inconfort thermique en été (DAHECH et BELTRANDO, 2012). Le plan d’échantillonnage est de type stratifié aléatoire (STATISTIQUE CANADA, 2010). Les strates ont été sélectionnées en fonction du type de logement (appartement, villa, studio…) et de l’éloignement au centre-ville (nous avons découpé la zone urbaine en trois couronnes (A) à moins de 3 km du centre, (B) de 3 à 6 km et (C) de 7 à 11 km (fig. 1).

Fig. 1 – Localisation de la zone d’étude et plan d’échantillonnage de l’enquête réalisée dans l’agglomération de Sfax durant la période mai-août 2014

Fig. 1 – Localisation de la zone d’étude et plan d’échantillonnage de l’enquête réalisée dans l’agglomération de Sfax durant la période mai-août 2014

Source : clichés personnels, 2016.

8À l’intérieur de chaque strate, l’échantillon est proportionnel (même poids que dans la population mère). Outre les paramètres précités, l’exposition du logement au soleil ainsi que le niveau de l’étage ont été pris en considération dans le choix des échantillons. Parallèlement, nous avons comptabilisé l’énergie électrique consommée (en kWh) à travers le relevé des compteurs monophasés de la STEG d’un sous-échantillon de 35 appartements situés dans la première couronne (A). Cette campagne a été effectuée mensuellement durant la période comprise entre mai et août 2014. Le but a été de mettre en évidence l’effet du type de logement, de l’orientation au vent dominant et l’exposition au soleil sur la consommation électrique.

9L’évolution du nombre de climatiseurs, à léchelle des délégations, a été déterminée d’après les statistiques officielles fournies par l’INS en 2004 et 2014.

2 - Réchauffement contemporain et champ thermique à Sfax

10Les températures maximales et les minimales annuelles moyennes ont connu une tendance significative à la hausse entre 1974 et 2015. À partir de 1998, les anomalies thermiques, calculées par rapport à la moyenne 1980‑2009, sont toujours positives, à l’exception de 2011 pour les maximales. Ces anomalies sont plus marquées pour les minimales en avoisinant 0,8 °C tandis qu’elles baissent environ de moitié pour les maximales (fig. 2).

Fig. 2 ‑ Variation saisonnière des coefficients de détermination (R²) et de la pente des droites de régression linéaires des températures minimales

Fig. 2 ‑ Variation saisonnière des coefficients de détermination (R²) et de la pente des droites de régression linéaires des températures minimales

Source : INM (période 1974-2015).

11À l’échelle saisonnière, la tendance à la hausse est plus nette et intense en été et durant les saisons intermédiaires. En hiver, elle n’est plus statistiquement significative. Nous observons, de même, une hausse des températures plus régulière et plus intense au niveau des valeurs minimales (observées en fin de nuit), par rapport aux maximales (enregistrées au début de l’après-midi). La pente de la droite de tendance linéaire ainsi que le coefficient de détermination (R²) sont nettement plus élevés en été et en fin de nuit (fig. 3).

Fig. 3 ‑ Anomalie des températures annuelles moyennes, minimales (A) et maximales (B) à Sfax

Fig. 3 ‑ Anomalie des températures annuelles moyennes, minimales (A) et maximales (B) à Sfax

Source : INM (période 1974-2015).

12En effet, les températures minimales ont connu une hausse de 0,7° C/décennies entre 1974 et 2015 d’après une régression linéaire de bonne qualité attestée par la valeur de R² (0,73).

Ce constat laisse suggérer un étalement et une extension de la saison chaude. En outre, la hausse plus significative des températures minimales, notamment durant les mois caractérisés par des conditions météorologiques radiatives (ciel clair et vent faible), se justifie, à l’échelle globale et régionale, par une modification de la chimie de l’atmosphère (effet de serre) conformément à plusieurs observations en zone tempérée comme en Méditerranée. À l’échelle locale, le changement du milieu environnant de l’aérodrome de Sfax (où est implantée la station de mesures météorologiques) marqué par l’extension des quartiers denses (Elhabib, Elbahri, Erriadh, Elkhadra…) modifie le bilan radiatif et augmente notamment les températures nocturnes (DAHECH et BELTRANDO, 2012).

13Le champ thermique nocturne en surface, déduit à partir de limagerie satellitaire NOAA-AVHRR et ASTER-TIR, met en évidence un ICU principal couvrant les parties les plus denses de l’agglomération. Il couvre le centre-ville et les zones industrielles qui le prolongent de part et d’autre, le long du littoral. Une deuxième couronne, légèrement moins chaude, allant jusqu’à 8 km du centre-ville, se distingue sur l’image NOAA-AVHRR (fig. 4 A) et correspond au tissu urbain moins dense figurant sur la carte de l’occupation du sol (fig. 5).

Fig. 4 – Champ thermique de surface de l’agglomération de Sfax par temps radiatif la nuit à partir d’une scène NOAA-AVHRR datée du 18/10/2012 vers 22 h et d’une scène Aster prise le même jour vers 23 h

Fig. 4 – Champ thermique de surface de l’agglomération de Sfax par temps radiatif la nuit à partir d’une scène NOAA-AVHRR datée du 18/10/2012 vers 22 h et d’une scène Aster prise le même jour vers 23 h

Source : D. R.

Fig. 5 – Cartographie synthétique et simplifiée de l’occupation du sol

Fig. 5 – Cartographie synthétique et simplifiée de l’occupation du sol

Source : Déduction d’une image Landsat 8 datée du 19/07/2016, projection UTM, (unité en m).

14La campagne environnante, plus végétalisée, est plus fraiche de 5 à 8 °C. Contrairement à la résolution spatiale kilométrique de l’image NOAA-AVHRR, l’image ASTER TIR offre une résolution plus fine (90 m) d’où les différenciations thermiques en rapport avec le tissu urbain sont plus distinctes. En effet, de « petits ICU » s’individualisent sur l’aile nord de l’agglomération, le long de la route de Sidi Mansour, correspondant aux quartiers populaires denses comme les cités Bourguiba, Hamza, Ennadhour et la nouvelle cité. De même, les communes périphériques, relativement denses ressortent comme Chihia, Sakiet Ezzit et Eddaier.

15Les résultats fournis par l’imagerie satellitaire ont été confirmés par des campagnes de mesures itinérantes et fixes, à différentes échelles dans l’agglomération de Sfax. Un écart thermique de 4 à 7 °C est observé entre le centre-ville (plus précisément dans la Médina) et la campagne environnante (vaste surface agricole à plus de 12 km de la Médina). La quantité de chaleur stockée dans l’ensemble des rues et des bâtiments du centre-ville est supérieure à celle emmagasinée en campagne (fig. 6). « Cette quantité dénergie est restituée la nuit. Le point de référence, la Médina, enregistre les températures les plus élevées à cause de labsence de la ventilation, de leffet de paroi en raison de létroitesse des rues (de 2 m à 50 cm) et de la densité du bâti (100 %)» (DAHECH, 2012). La couronne la plus chaude couvre le centre-ville, le quartier de « Rbat » et les zones industrielles littorales (fig. 4 et 5).

16Les points les plus frais ont été observés dans le secteur situé à environ 12 km de la Médina. En effet, la végétation transforme une partie du rayonnement incident en chaleur latente par le biais de l’évapotranspiration et stocke ainsi moins d’énergie solaire. De même, les sources de chaleurs anthropiques sont faibles en campagne (OKE, 1984). Parallèlement, le froid s’accumule dans les dépressions (BELTRANDO et al., 2008). Par conséquent, un écart négatif de 7° C par rapport à la Médina est observé près de la route de Gabès, dans un champ d’olivier légèrement vallonné, à 13 km du centre-ville. Un peu plus au nord, cet écart atteint 5,5° C au fond de l’oued El Maou, densément végétalisé.

17Au bord des radiales (les routes principales), le bâti devient plus dense et plus volumineux par rapport à l’espace inter-radial abritant des habitations résidentielles (maisons entourées de jardin). Un écart de 1 à 2 °C a été enregistré entre ces deux espaces (fig. 6)

Fig. 6 – Répartition spatiale des températures nocturnes de l’air à 2 m du sol (en °C)

Fig. 6 – Répartition spatiale des températures nocturnes de l’air à 2 m du sol (en °C)

Agglomération de Sfax d’après 3 séries de campagnes de mesures itinérantes réalisées par temps radiatif le 18/07/2012, le 19/07/2012 et le 22/07/2016 entre 0 h et 1 h (moyenne d’une minute par point, mesures effectuées simultanément par trois équipes ; fond : surfaces bâties de l’agglomération de Sfax

Sources : d’après le traitement d’une image Ikonos datée de mai 2004, projection UTM, unité en mètre).

3 - Aggravation du réchauffement

18L’utilisation de matériaux de construction mal adaptés (bâtiments vitrés) à la chaleur, l’extension verticale et horizontale de l’agglomération ainsi que le mauvais agencement des bâtiments (mauvaise ventilation des locaux) ont aggravé l’inconfort thermique accentué par le réchauffement contemporain.

3.1 - L’impact des matériaux de construction

19Outre l’étalement urbain que connait continuellement l’agglomération de Sfax, une évolution verticale du tissu urbain est remarquée particulièrement dans la partie centrale et au bord des radiales. Les logements de type « appartement » prédominent dans la délégation de Sfax Ville avec près de 40 %, ce qui en fait le type de construction le plus dense (fig. 7).

Fig. 7 – Augmentation moyenne de la consommation d’énergie électrique dans l’agglomération de Sfax entre le printemps et l’été

Fig. 7 – Augmentation moyenne de la consommation d’énergie électrique dans l’agglomération de Sfax entre le printemps et l’été

20Parallèlement, les façades vitrées sont devenues très récurrentes tout comme l’utilisation du goudron pour isoler les toits des immeubles (exemple de la première photo sur la fig. 1).

Les bâtiments vitrés se réchauffent plus que ceux opaques car les parois vitrées se caractérisent par une forte conductivité et une faible inertie thermique d’où la surchauffe et évidemment une sensation d’inconfort dans ces locaux. En fait, cette pratique architecturale, adoptée dans des pays nordiques faiblement ensoleillés notamment en hiver, est mal adaptée au climat local en raison de l’intensité du rayonnement incident et la durée de l’insolation caractérisant notre région. (DAHECH et GHRIBI, 2015).

21Pour mettre en évidence l’impact du type des parois sur l’ambiance thermique à l’intérieur des locaux, nous avons réalisé en juillet 2008 une campagne de mesures avec des capteurs installés dans diverses pièces de taille et d’orientation comparables. Il a été conclu que les bureaux avec des façades vitrées enregistrent 3 °C de plus en moyenne journalière par rapport aux pièces ayant des façades opaques (DAHECH, 2009).

22Une seconde campagne, réalisée en 2013, a montré l’effet de l’exposition dans les locaux à parois vitrées. La pièce exposée au SE se réchauffe plus entre 10 h et midi contrairement à celle exposée au S.-O. qui enregistre un pic remarquable entre 16 h et 18 h (DAHECH et GHRIBI, 2015). Afin de calculer l’effet de la protection avec des stores au niveau des bâtiments vitrés, une troisième campagne a été réalisée en été 2014 avec deux capteurs installés dans 2 pièces à parois vitrées ayant la même orientation mais l’une étant protégée par des stores et la deuxième sans protection. Cette dernière enregistre un pic nettement plus accentué avoisinant 40 °C alors que la température est quasi stable durant la journée dans la pièce protégée avec 30 °C. Il en ressort que les parois vitrées ne sont pas adaptées au climat de Sfax. En effet, Golney GS (1996) a montré que la morphologie urbaine ainsi que les matériaux de constructions contribuent à rendre une ville ou un quartier plus froid ou plus chaud, suivant le caractère du climat local. Pourtant, les parois vitrées, favorables à la surchauffe, sont répandues dans plusieurs villes à climat chaud comme en Indonésie (MEDIASTIKA et al., 2016).

23Dans la zone résidentielle, le « Borj », le modèle architectural ancestral, caractérisé par une bonne isolation, a été remplacé durant les dernières décennies par des villas utilisant des matériaux de construction modernes comme l’aluminium et les baies vitrées (BELTRANDO et al., 2012). Une campagne de mesures testant l’efficacité thermique de ces deux types de bâtiment a montré que le « Borj » est plus frais, en moyenne de 2 °C, en octobre 2014 (DAHECH et GHRIBI, 2015).

24Dans les quartiers populaires programmés et ceux non règlementaires, les logements se caractérisent généralement par une faible isolation thermique (exemple de la 3e photo sur la fig. 1 prise à la cité Bahri 2). De plus, durant les 2 dernières décennies, ces secteurs ont connu une extension illicite. Les mesures effectuées en 2014 ont montré que, le jour, les bâtiments isolés (enduits + peinture) se distinguent par une ambiance thermique plus appréciable que celle observée au niveau des logements mal-isolés (brique rouge sans enduits) avec un écart thermique d’environ 4 °C.

3.2 - Orientation vers le vent rafraîchissant

25Dans les quartiers denses, certaines habitations orientées uniquement sud et ouest, sont, outre l’exposition au soleil l’après-midi, abritées de la brise de mer. Il s’agit du vent dominant (environ 80 % des jours dans la zone d’étude en été) qui ramène de la fraicheur et améliore le degré de confort (DAHECH et al., 2012). DAHECH (2014) a dressé le cycle moyen des températures, de l’humidité (point de rosé), des indices de confort thermique HI (Heath Index) et THW (Temperature Humidity Wind index) au centre‑ville et en périphérie rurale. En été, les données des 2 stations météorologiques fixes de type Davis, ont conclu que la station en périphérie, plus ventilée en fin de journée et au début de la soirée, enregistre un niveau de confort plus élevé puisque la température ressentie, exprimée par l’indice THW est de 25 °C contre 30 °C près du centre‑ville où la force du vent ne dépasse pas 3 m/s. Cet exemple, montre aussi l’éventuel effet de la ville sur le confort par temps de brise à travers l’observation d’un ICU nocturne d’environ 5 °C enregistré vers 1 h.

4 - Surconsommation de l’énergie électrique dans les quartiers denses : effet de la climatisation électrique

26En Tunisie, caractérisée par un climat chaud et sec en été, le recours à la climatisation induit une surconsommation de l’énergie électrique notamment dans les grandes villes tunisiennes telle que Sfax. Les pics de consommation sont enregistrés durant la saison chaude. Le plus important a été relevé le 19 septembre 2014, avec un pic de 3 465 MW. En 2016, ce pic est estimé à environ 3 900 MW (WEBMANAGERCENTER, 2016).

27Plusieurs facteurs peuvent expliquer cette surconsommation : d’abord, la hausse du niveau de vie parallèlement à la baisse du prix des climatiseurs et leurs disponibilités sur le marché règlementaire aussi bien que dans le commerce parallèle. Puis, loccurrence des journées caniculaires et lextension de la saison chaude. Enfin, les mutations récentes que connaît lagglomération au niveau de la morphologie urbaine, sur le plan architectural et des matériaux de construction non adaptés au climat local.

4.1 - Surconsommation de l’énergie électrique en été par rapport aux saisons intermédiaires

28En été, les journées caniculaires sont devenues de plus en plus fréquentes. Cela augmente remarquablement le besoin de confort dans les locaux, ce qui mène à un recours abusif aux systèmes de climatisation électriques par rapport aux saisons intermédiaires, plus clémentes. Les enquêtes réalisées ont permis d’évaluer la surconsommation énergétique par rapport aux saisons intermédiaires.

29À l’échelle de l’agglomération, l’augmentation moyenne de la consommation énergétique dans l’agglomération de Sfax entre le printemps et l’été varie en fonction de l’éloignement au centre-ville et dépend donc de la densité du bâti. L’augmentation la plus importante, tout type de logement confondu, a été observée au niveau du centre de l’agglomération (270 %, c’est-à-dire la facture d’électricité, en été, est environ trois fois plus chère que celle du printemps) tandis que ce pourcentage baisse fortement en s’éloignant du centre-ville. En effet, la surconsommation énergétique dans les couronnes B et C a été de l’ordre de 200 et 149 % (fig. 7).

5 - Des disparités au niveau de la surconsommation de l’énergie électrique en fonction du type de logement en été

30L’évaluation de la consommation de l’énergie électrique en saison estivale indique des disparités spatiales remarquables. En effet, à l’échelle de l’agglomération, la surconsommation énergétique dépend du type de logement et de la densité du bâti.

31Environ la moitié des enquêtés de la couronne A occupent des appartements, le type de logement le plus important dans la délégation de Sfax ville (fig. 8).

Fig. 8 – Densité urbaine, population, nombre de ménages équipés en climatiseurs et taux des appartements parmi les autres types de logements dans le grand Sfax

Fig. 8 – Densité urbaine, population, nombre de ménages équipés en climatiseurs et taux des appartements parmi les autres types de logements dans le grand Sfax

Source : données INS, 2004 et 2014

  • 1 En annexe un exemple d’immeuble montrant que la majorité des appartements et des pièces sont équi (...)

32Les habitants de ces appartements connaissent la hausse la plus élevée de la consommation électrique. Ils sont, pour la plupart, équipés en climatiseurs comme le confirme les statistiques officielles de 2014 (INS, 2014)1. La moitié des ménages de la délégation de Sfax ville possèdent au moins un climatiseur (fig. 8). Ce taux dépasse 85 % pour les habitants des immeubles où l’utilisation de la climatisation électrique est quasi-systématique durant toute la saison chaude.

33En revanche, près des 2/3 des ménages de la troisième couronne (7 à 11 km du centre-ville), habitent des villas (logement entouré par un petit jardin). Ces villas, pourtant équipées en climatiseurs (60 %), n’utilisent qu’occasionnellement la climatisation électrique car elles sont bien ventilées naturellement et situées dans un espace plus frais que la partie centrale densément bâtie. Par conséquent, la surconsommation énergétique en été ne dépasse pas 140 % pour ce type de logement.

34Dans les quartiers populaires, très denses, outre la mauvaise isolation des parois et de la toiture, certains lotissements sont mal ventilés et mal orientés par rapport au soleil. Dans ces quartiers, situés principalement dans la première et la deuxième couronne, la plupart des ménages sont équipés en climatiseurs (85 %) mais la plupart (environ 90 %) des habitants n’utilisent que rarement cet équipement. Ayant un revenu modeste, les personnes interrogées affirment que l’utilisation de la climatisation électrique se limite à une courte durée durant les jours caniculaires. Ainsi, la consommation de l’énergie électrique sélève de 170 % en été par rapport au printemps.

35Le suivi de la consommation électrique, durant la période mai-août 2014, de 36 appartements, appartenant à la première couronne (de taille comparable, orientés dans la même direction et équipés tous en climatiseurs), montre une forte augmentation en juillet et août en fonction du type de paroi et du niveau de l’étage. Nous prenons ici l’exemple de 2 immeubles l’un à paroi opaque (A) et l’autre à paroi vitrée (B). Au premier étage, la consommation est légèrement inférieure dans le bâtiment opaque en mai‑juin. Néanmoins, l’écart se creuse au dernier étage entre mai-juin et juillet-août quel que soit le type de la paroi pour atteindre environ 250 kWh soit 4 à 5 fois l’écart au premier étage. La consommation moyenne mensuelle atteint 620 kWh au dernier étage du bâtiment vitré en juillet-août ; mais elle baisse denviron 25 % quand la paroi est opaque. Ces différences liées aux matériaux de construction s’amenuisent en mai-juin.

36Les pièces du dernier étage, 2 à 3 °C plus chaudes que celles du premier, deviennent énergivores en été notamment quand la façade est vitrée. Au dernier étage de l’immeuble vitré, la consommation ne dépasse pas 260 kWh en mai-juin tandis qu’elle est 2,5 fois plus élevée en juillet-août. La hausse, enregistrée au premier étage, entre les 2 périodes est d’environ 17 % avec une consommation maximale mensuelle de 290 kWh en juillet-août (fig. 9).

Fig. 9 – Variations de la consommation électrique en kWh entre mai-juin et juillet-août dans 4 appartements : 2 au premier étage et 2 au dernier étage appartenant à deux bâtiments ; le premier (A) à paroi opaque et le deuxième (B) à paroi vitrée

Fig. 9 – Variations de la consommation électrique en kWh entre mai-juin et juillet-août dans 4 appartements : 2 au premier étage et 2 au dernier étage appartenant à deux bâtiments ; le premier (A) à paroi opaque et le deuxième (B) à paroi vitrée

Sources : Données issues de relevés de compteurs personnels, les ménages enquêtés ont un niveau de vie et une taille comparables et occupent leurs locaux durant la quasi-totalité de la période étudiée).

37Ces résultats vont dans le même sens que ceux avancés par MUSY (2014) montrant que l’impact de l’effet de parois, au niveau du dernier étage, sur la consommation électrique. D’après cette étude réalisée à Athènes, le revêtement du toit du dernier étage, plus énergivore en été, agit sur la température et par la suite sur la consommation électrique. Selon cette étude le dernier étage est plus chaud que ceux en dessous et un toit goudronné consomme plus d’énergie qu’un toit végétalisé. En effet, la consommation baisse de 6 à 49 % dans une école maternelle si le toit est végétalisé.

38Les canyons urbains, les immeubles et les rues étroites, caractérisant le centre-ville, limitent relativement le facteur de sky view factor et donc l’ensoleillement des surfaces au sol en retardant le réchauffement diurne et cela le refroidissement en fin de journée et durant la nuit en empêchant la circulation des écoulements d’air (CARREGA, 1994 ; MILLS, 2007). De plus, au cours de la journée, les bâtiments caractérisés par des revêtements bitumineux et des façades vitrées, ont un faible albédo et une forte conductivité thermique. Ils emmagasinent une grande quantité d’énergie d’où des températures intérieures difficilement supportables expliquant le recours à la climatisation artificielle. En revanche, les occupants des couronnes B et C caractérisées par une densité du bâti moyenne et parfois faible profitent dun rafraichissement rapide en fin de journée et la nuit.

Conclusion

39Dans la région de Sfax, l’évolution des températures de ces dernières décennies est marquée par une tendance significative à la hausse (notamment températures nocturnes), particulièrement durant la saison chaude. À l’échelle de l’agglomération de Sfax, le centre-ville et les quartiers denses forment un ICU d’une intensité pouvant atteindre 7 °C. L’inconfort thermique, causé par le réchauffement, s’est aggravé, dans certains quartiers de l’agglomération, notamment près du centre et dans les quartiers populaires, à cause de modèles architecturaux et de matériaux de construction inadaptés à la chaleur. Par conséquent, la consommation énergétique des ménages a augmenté, en été, parallèlement à la hausse du taux d’équipement en climatiseurs. Les enquêtes menées dans l’agglomération ainsi que l’exploitation des données enregistrées par les compteurs monophasés de la STEG, ont montré une disparité spatiale de la consommation de l’énergie électrique principalement due à la densité du bâti, le type de logement et les matériaux de construction. Les secteurs densément bâtis représentent généralement les zones énergivores de l’agglomération, notamment le dernier étage des immeubles avec parois vitrées.

40Certains ménages, regardant leurs frais d’électricité flamber, ont recouru à léquipement en panneaux photovoltaïques afin de maîtriser leur besoin en énergie. Une solution à appuyer dans l’optique d’un développement durable et dans un contexte de réchauffement climatique attesté par l’Institut national de la météorologie (2015), prévoyant une hausse de 1,7 et 3,5 °C respectivement à l’horizon 2050 et 2100 en été dans la région de Sfax.

41En perspective, il semble que les habitations individuelles, situées en secteurs dégagés avec une bonne isolation thermique est le type de logement qui s’adapte le plus au climat caractérisé par un été de plus en plus long et chaud. Dans les secteurs denses, où la climatisation électrique semble nécessaire pour le confort thermique de la population, l’utilisation de l’énergie solaire est l’une des solutions possibles pour alléger la facture d’électricité.

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Bibliography

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Webographie

http://webmanagercenter.com/2016

http://census.ins.tn/fr/recensement

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Annex

Illustration de l’équipement en climatiseurs à la cité Elhabib

Source : D. R.

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Notes

1 En annexe un exemple d’immeuble montrant que la majorité des appartements et des pièces sont équipés en climatiseur.

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List of illustrations

Title Fig. 1 – Localisation de la zone d’étude et plan d’échantillonnage de l’enquête réalisée dans l’agglomération de Sfax durant la période mai-août 2014
Credits Source : clichés personnels, 2016.
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-1.jpg
File image/jpeg, 408k
Title Fig. 2 ‑ Variation saisonnière des coefficients de détermination (R²) et de la pente des droites de régression linéaires des températures minimales
Credits Source : INM (période 1974-2015).
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-2.jpg
File image/jpeg, 160k
Title Fig. 3 ‑ Anomalie des températures annuelles moyennes, minimales (A) et maximales (B) à Sfax
Credits Source : INM (période 1974-2015).
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-3.jpg
File image/jpeg, 84k
Title Fig. 4 – Champ thermique de surface de l’agglomération de Sfax par temps radiatif la nuit à partir d’une scène NOAA-AVHRR datée du 18/10/2012 vers 22 h et d’une scène Aster prise le même jour vers 23 h
Credits Source : D. R.
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-4.jpg
File image/jpeg, 584k
Title Fig. 5 – Cartographie synthétique et simplifiée de l’occupation du sol
Credits Source : Déduction d’une image Landsat 8 datée du 19/07/2016, projection UTM, (unité en m).
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-5.jpg
File image/jpeg, 1.5M
Title Fig. 6 – Répartition spatiale des températures nocturnes de l’air à 2 m du sol (en °C)
Caption Agglomération de Sfax d’après 3 séries de campagnes de mesures itinérantes réalisées par temps radiatif le 18/07/2012, le 19/07/2012 et le 22/07/2016 entre 0 h et 1 h (moyenne d’une minute par point, mesures effectuées simultanément par trois équipes ; fond : surfaces bâties de l’agglomération de Sfax
Credits Sources : d’après le traitement d’une image Ikonos datée de mai 2004, projection UTM, unité en mètre).
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-6.jpg
File image/jpeg, 716k
Title Fig. 7 – Augmentation moyenne de la consommation d’énergie électrique dans l’agglomération de Sfax entre le printemps et l’été
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-7.png
File image/png, 17k
Title Fig. 8 – Densité urbaine, population, nombre de ménages équipés en climatiseurs et taux des appartements parmi les autres types de logements dans le grand Sfax
Credits Source : données INS, 2004 et 2014
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-8.jpg
File image/jpeg, 216k
Title Fig. 9 – Variations de la consommation électrique en kWh entre mai-juin et juillet-août dans 4 appartements : 2 au premier étage et 2 au dernier étage appartenant à deux bâtiments ; le premier (A) à paroi opaque et le deuxième (B) à paroi vitrée
Credits Sources : Données issues de relevés de compteurs personnels, les ménages enquêtés ont un niveau de vie et une taille comparables et occupent leurs locaux durant la quasi-totalité de la période étudiée).
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-9.png
File image/png, 11k
URL http://journals.openedition.org/mediterranee/docannexe/image/8548/img-10.jpg
File image/jpeg, 459k
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References

Bibliographical reference

Salem Dahech and Marwen Ghribi, « Réchauffement climatique en ville et ses répercussions énergétiques », Méditerranée, 128 | 2017, 29-38.

Electronic reference

Salem Dahech and Marwen Ghribi, « Réchauffement climatique en ville et ses répercussions énergétiques », Méditerranée [Online], 128 | 2017, Online since 01 November 2018, connection on 12 August 2022. URL : http://journals.openedition.org/mediterranee/8548 ; DOI : https://doi.org/10.4000/mediterranee.8548

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About the authors

Salem Dahech

Professeur des universités, Université Paris 7 – Diderot, Département de géographie, UFR géographie, histoire, économie et sociétés (GHES), Laboratoire Prodig, UMR CNRS 8586 et lab SYFACTE, salem.dahech@gmail.com

By this author

Marwen Ghribi

Université de Sfax, Faculté des lettres et sciences humaines, Laboratoire SYFACTE, Sfax, Tunisie

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