Télédétection et santé publique

Une recherche vise à établir la cartographie thermique et atmosphérique de l'île de Montréal.

8 Janvier 2019 à 12H53

Carte thermique de surface (de jour) de l'arrondissement Ville-Marie à Montréal (août 2016).

Depuis une dizaine d'années, les problèmes de pollution de l'air et de chaleur extrême s'accentuent dans plusieurs grandes villes à travers le monde, avec des répercussions négatives sur la santé des populations. Ces enjeux sont au centre d'une recherche menée par le professeur du Département de géographie Yves Baudouin et son collègue François Cavayas, de l'Université de Montréal.

«Les liens entre santé et environnement physique sont particulièrement étroits quand on parle de développement d'îlots de chaleur, de concentration de microparticules dans l'air et de lieux propices à la propagation de maladies infectieuses, souligne Yves Baudouin. Sous l'effet du réchauffement global, ces problèmes deviennent de plus en plus aigus: fréquence et intensité accrues des vagues de chaleur et migration vers les pays du Nord d'insectes qui agissent comme des vecteurs de transmission de maladies. Nous avons donc ciblé ces trois aspects des environnements physiques, qui nécessitent la surveillance et l’intervention des services publics.»

Amorcée en 2016, l'étude bénéficie de la collaboration et du soutien financier de la Ville de Montréal, de l'Agence spatiale du Canada, de l’Agence de la santé publique du Canada ainsi que d'Environnement et Changement climatique Canada.

Les données recueillies grâce à la télédétection seront utilisées dans le cadre de modèles de simulation pour étudier l’impact de scénarios d’aménagement sur l’environnement thermique et atmosphérique. Quelles devraient être la disposition, la répartition et la densité du couvert végétal afin d’abaisser les températures durant les périodes de grande chaleur? Dans quels quartiers faudrait-il planter des arbres pour avoir des impacts optimaux? Quels matériaux de construction faut-il privilégier? «En modélisant les territoires à l’étude, il sera possible de répondre plus adéquatement aux besoins exprimés par les autorités municipales», soutient Yves Baudouin.

«Les liens entre santé et environnement physique sont particulièrement étroits quand on parle de développement d'îlots de chaleur, de concentration de microparticules dans l'air et de lieux propices à la propagation de maladies infectieuses.»

Yves Baudouin,

Professeur au Département de géographie

Cartographier les risques

Au moyen de données de télédétection issues d'images satellitaires et aéroportées, les deux chercheurs visent à établir la cartographie thermique et atmosphérique de l'île de Montréal. «En 2012, nous avons développé un projet pilote afin de travailler avec des images aéroportées de très haute résolution, encore plus précises que les images satellitaires, note Yves Baudouin. Les images aéroportées permettent, par exemple, de mieux comprendre le comportement thermique des matériaux de construction. Par ailleurs, nous avons installé des senseurs thermiques à divers endroits dans la ville, notamment sur des toits d'édifices, dans le but d'effectuer régulièrement des relevés de température.»

Il s'agit d'informations pertinentes pour la santé publique, dit le professeur, parce qu’elles permettent de repérer les sites où les risques d’exposition à la chaleur accablante et aux maladies sont les plus élevés, tout en identifiant les populations les plus vulnérables. «Ces informations, couplées à des données climatiques ainsi qu'à des données provenant de stations terrestres de mesure de la qualité de l’air peuvent servir de base à la création de systèmes de surveillance de l’environnement tant thermique qu'atmosphérique.»

Îlots de chaleur

Plusieurs îlots de chaleur, où la température peut s'élever de 5 à 12° C au-dessus de la moyenne environnante, existent à Montréal. On en trouve à l'échelle d'un quartier, comme dans le Quartier des spectacles, ou encore d'un quadrilatère. Plusieurs facteurs favorisent leur formation: densité de population, circulation automobile, concentration de bâtiments industriels et commerciaux, absence d'arbres et de végétation, type de matériaux utilisés pour la construction des édifices et pour le revêtement des sols.

Avec plus de 80 % du territoire montréalais minéralisé, les îlots de chaleur ont progressé depuis une quinzaine d'années, affirme Yves Baudouin. «Le béton, le ciment et l'asphalte sont tous des matériaux imperméables à l'eau, qui absorbent la chaleur durant le jour et la restituent dans l'air la nuit venue.» La couleur des matériaux joue aussi un rôle important. «Des façades claires réfléchissent davantage la lumière et permettent de réduire la température de surface», note le chercheur. Par contre, les toitures non végétalisées, avec des revêtements de type bitumineux, peuvent atteindre des températures supérieures à 50°C en plein soleil.

La morphologie urbaine (orientation et espacement des bâtiments) n'est pas à négliger non plus. «Dans le centre et dans l'ouest de Montréal, observe Yves Baudouin, la concentration de hautes tours à bureaux et à condos ainsi que les rues étroites peuvent nuire à la bonne ventilation, car elles créent un effet de canyon qui emprisonne la chaleur et empêche l'air de circuler.»

«On impose des toits blancs ou verts sur des édifices, ce qui est fort bien, mais on autorise en même temps la mise en place de terrains de soccer en gazon synthétique, où la température est de 5 à 7degrés plus élevée que sur les terrains en gazon naturel, sans parler des émanations de poussière de caoutchouc. Dans certains quartiers, les terrains en gazon artificiel sont même comptabilisés parmi les espaces verts !»

Des microparticules nocives

Les chercheurs s'intéressent également aux microparticules, appelées PM 2.5, qui sont des poussières fines en suspension dans l'air. Si petites soient-elles, ces particules ne sont pas inoffensives. «Elles produisent un impact nocif sur la qualité de l'air et, par ricochet, sur la santé, souligne le professeur. Elles pénètrentdans les voies respiratoires des personnes exposées, provoquant toux, essoufflement, maux de gorge ou de tête. Les microparticules peuvent aussi avoir des effets à long terme: aggravation de l'asthme, bronchites chroniques, diminution de la fonction respiratoire, cancer du poumon, maladies cardiaques. Elles sont davantage concentrées dans les zones minéralisées, les plus dégradées thermiquement, où la circulation routière est particulièrement dense.»

Dans le cadre du troisième volet de la recherche, les chercheurs aborderont l'impact de la dégradation thermique sur la prolifération d'insectes porteurs de maladies infectieuses, une thématique qui intéresse particulièrement Santé Canada.

Des interventions plus cohérentes

Le professeur croit que les arrondissements doivent faire preuve de plus de cohérence dans leurs interventions. «On impose des toits blancs ou verts sur des édifices, ce qui est fort bien, mais on autorise en même temps la mise en place de terrains de soccer en gazon synthétique, où la température est de 5 à 7degrés plus élevée que sur les terrains en gazon naturel, sans parler des émanations de poussière de caoutchouc. Dans certains quartiers, les terrains en gazon artificiel sont même comptabilisés parmi les espaces verts !»

Les toits blancs de l'UQAM

Près de trois terrains de football, soit 15 819 m2, c'est la superficie de toits blancs que possède l'UQAM. Ces toits, qui recouvrent les pavillons Judith-Jasmin et Hubert-Aquin, réfléchissent la majorité des rayons du soleil et abaissent de plusieurs degrés la température des bâtiments. Contrairement aux toitures traditionnelles faites de bitume et de gravier noir, les toits blancs de l'UQAM contribuent ainsi à la diminution des îlots de chaleur urbains tout en augmentant l’efficacité énergétique des bâtiments. Couverts d’une membrane de bitume d’élastomère recouverte d’une fine couche d’ardoise, ils ont une durée de vie d'environ 20 ans.

Le Pavillon des sciences biologiques est doté pour sa part d'un toit réfléchissant, lequel augmente également la réflectivité des rayons solaires. Sa surface est de 3 116 m2. Les trois pavillons représentent 34,4 % des toits des bâtiments de l’UQAM.

Une stratégie urbaine de végétalisation permettrait de pallier la dégradation thermique. Cela suppose que la végétation soit disposée ou densifiée dans de nombreux espaces, comme le long des axes de transport (platebandes de rues, ruelles, lignes ferroviaires), sur les terrains publics (parcs, terrains municipaux et gouvernementaux, cours d'école) et sur les terrains privés (pourtours de bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels). La végétation participe, en outre, à une bonne gestion des eaux pluviales et à une meilleure qualité de l’air.

«Les citoyens peuvent aussi faire en sorte, individuellement, que des choses s'améliorent ou empirent dans l'espace qui est le leur, souligne Yves Baudouin. On peut choisir, par exemple, d'asphalter sa cour arrière ou on peut, au contraire, planter quelques arbres, faire pousser de l'herbe et des vignes et ainsi créer une oasis de fraîcheur.»

Le professeur et son collègue en sont actuellement à l'étape de l'analyse des données. «Nous croyons que la procédure que nous avons développée pour Montréal pourra être appliquée éventuellement dans d'autres villes canadiennes», indique Yves Baudouin.

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