Ilots de chaleur à proximité de l'école
Tranche d'âge
- 12 ans et +
Type d'approche
- Approche scientifique
- Approche philosophique & citoyenneté
- Approche des mathématiques
Saison(s)
- printemps
- été
Lieu(x) de l'activité
- Bois et forêts
- Prairies, bocages et sentiers
- Parcs et jardins
- Zone urbanisée (villes, villages)
- Cours d'écoles
Durée estimée
- 1/2 journée
L'activité en quelques mots
L’expression « îlots de chaleur urbains » reflète la différence de température observée entre les milieux urbains et les zones rurales environnantes ou encore entre différentes zones d’un périmètre intra-urbain. Les températures de l’air des centres urbains peuvent atteindre jusqu’à 12 °C de plus que les régions limitrophes moins urbanisées.
En plus du climat local, influencé par différents paramètres météorologiques comme la température, l’humidité relative et le vent, plusieurs causes de source anthropique favorisent l’émergence et l’intensification des îlots de chaleur urbains. Ces causes sont les émissions de gaz à effet de serre, la perte progressive du couvert forestier dans les milieux urbains, l’imperméabilité, le bas albédo et les propriétés thermiques des matériaux, la morphologie urbaine et la taille des villes, ainsi que la chaleur anthropique. Les îlots de chaleur urbains peuvent avoir des impacts néfastes tant sur l’environnement que sur la santé en période de fortes chaleurs. Ils contribuent à la détérioration de la qualité de l’air extérieur et intérieur ainsi qu’à la hausse de la demande en énergie et en eau potable.
Cette activité vise à identifier les îlots de chaleur dans l'environnement proche de l’école secondaire (~ 5km de distance maximum de préférence), à en comprendre les risques et les causes, puis éventuellement à proposer des solutions à la commune pour y remédier.
En plus du climat local, influencé par différents paramètres météorologiques comme la température, l’humidité relative et le vent, plusieurs causes de source anthropique favorisent l’émergence et l’intensification des îlots de chaleur urbains. Ces causes sont les émissions de gaz à effet de serre, la perte progressive du couvert forestier dans les milieux urbains, l’imperméabilité, le bas albédo et les propriétés thermiques des matériaux, la morphologie urbaine et la taille des villes, ainsi que la chaleur anthropique. Les îlots de chaleur urbains peuvent avoir des impacts néfastes tant sur l’environnement que sur la santé en période de fortes chaleurs. Ils contribuent à la détérioration de la qualité de l’air extérieur et intérieur ainsi qu’à la hausse de la demande en énergie et en eau potable.
Cette activité vise à identifier les îlots de chaleur dans l'environnement proche de l’école secondaire (~ 5km de distance maximum de préférence), à en comprendre les risques et les causes, puis éventuellement à proposer des solutions à la commune pour y remédier.
Compétences explorées pendant l'activité
Collecter des données chiffrées et les exploiter, schématiser un espace, chercher des solutions concrètes à des problèmes locaux
Matériel
Un thermomètre, de la ficelle, des crayons et du papier (y compris millimétré)
Déroulement de l'activité
Cours 1 : Détermination du périmètre urbain/rural pour la collecte des données de température et préparation des feuilles de collecte des données (février/mars)
Matériel nécessaire
Un ordinateur pour visualiser les images satellites du quartier, déterminer les points de collecte des données et leurs coordonnées GPS
Une imprimante pour imprimer les feuilles de collecte des données et la carte satellite
Une bobine de ficelle ou de ruban
Préparation
Rassembler le matériel nécessaire
Déroulement proposé
1- Par groupe de 4 ou 5 élèves, un périmètre de zone urbaine est choisi sur base d’images satellite du quartier. Le groupe d’élèves détermine dans ce périmètre une ligne relativement droite sur laquelle se trouve une alternance de conditions (zone de trafic dense sans végétation, rue bordée d'arbres, rue étroite sans végétation, parc urbain, zone rurale…).
Chaque groupe peut choisir une zone différente pour la collecte des mesures, la comparaison des données sera plus riche. Il est possible d’assigner à différents groupes un jour de collecte des données différent à la même heure (cela permettra d’avoir une moyenne pour plusieurs jours en mars, puis en mai). La collecte des données doit alors s’effectuer en devoir à faire le soir (ex. horaire de mesure à 16h pour tout le monde)
2 - Sur cette ligne, on détermine une dizaine de points où la température sera mesurée à au moins 2 temps différents. On en relève les coordonnées GPS.
3 - Le groupe d’élèves prépare une feuille de collecte des données selon le modèle suivant :
4- Le groupe imprime une carte satellite avec les points de mesure sélectionnés clairement indiqués et une feuille de collecte des données.
5 - Chaque groupe prépare une ficelle (ou un ruban) de 30 cm, marquée à 3 cm.
Conseils (facultatif)
Si vous manquez de temps, vous pouvez réaliser cette activité dans les espaces extérieurs de l’école, pourvu qu’il y ait des espaces verts.
Cours 2 (en mars/avril) et 3 (en mai/juin) : collecte des températures
Matériel nécessaire
Un thermomètre digital par groupe de 4/5 élèves
Une ficelle (ou un ruban) de la même longueur pour tous les groupes marquée à 3 cm (préparée pendant le cours 1)
Une équerre par groupe
Une feuille de collecte des données par élève (préparée pendant le cours 1)
Un crayon par élève
Préparation
La préparation a été effectuée pendant le cours 1.
Déroulement proposé
Chaque groupe prend la carte, la fiche de collecte des données et la ficelle préparées au cours précédent, un thermomètre digital et une équerre. Les élèves vont remplir leur feuille de collecte des températures aux différents endroits prévus. L’heure à laquelle sont collectées les données doit toujours être l'après-midi et la même à chaque fois (sauf si l’on veut introduire une variable supplémentaire dans les données : on peut mesurer la température l'après-midi à 2 heures différentes le même jour, puis recommencer à ces mêmes 2 heures la fois suivante…).
On effectue les mesures un jour où il n’y a pas (ou que très peu) de vent. Tous les groupes doivent avoir le même type de thermomètre pour pouvoir comparer les données entre eux et utiliser les mêmes méthodes de mesure.
Pour mesurer la température avec un thermomètre digital, on prend la ficelle (ou le ruban) préparée. On tient une extrémité de la ficelle contre le sol et l’autre en l’air, aussi perpendiculairement que possible par rapport au sol (vérifier grâce à l’équerre). On mesure à 3 cm (TS = température de surface) et à 30 cm (TA= température ambiante). On reste au même endroit pendant 2 minutes, le plus immobile possible, et on protège le thermomètre du soleil direct avec sa main. On répète 3 fois chaque prise de température pour avoir la mesure la plus fiable possible (moyenne des 3 prises).
Conseils (facultatif)
Si vous manquez de temps en classe, vous pouvez demander aux élèves de collecter les données en dehors des heures de cours (comme devoirs).
Cours 3 : Réaliser un graphique avec un profil de la zone urbaine et analyser les résultats
Matériel nécessaire
La feuille de collecte des données remplie
Papier millimétré
Crayon à papier et crayons de couleurs
Préparation
voir cours 1, 2, 3
Déroulement proposé
- Dessiner un profil schématique de la zone urbaine étudiée au bas d’une feuille de papier millimétré
- Reporter les mesures (la moyenne pour chaque lieu) sur le papier millimétré et dessiner une courbe pour chaque mois (bleu pour le mois le plus froid et rouge pour le mois le plus chaud).
- Comparer et analyser les résultats, rechercher les causes.
Cours 4 (facultatif pour aller vers une stratégie 6) : Travailler sur des pistes de solution et envoyer une proposition à la commune pour devenir des acteurs de transformation positive dans son quatier
Matériel nécessaire
- Un ordinateur pour faire des recherches et rédiger courriels et lettres
Préparation
voir cours 1, 2, 3, 4
Déroulement proposé
1- Demander aux élèves de faire des recherches en vue de diminuer les îlots de chaleur (exemple de pistes intéressantes : https://www.inspq.qc.ca/sites/default/files/publications/2839-mesures-lutte-ilots-chaleur-urbains.pdf)
2- Demander à chaque groupe de choisir un îlot de chaleur précis et de proposer de nouveaux aménagements pour améliorer la situation (végétalisation, couleur des revêtements…). Préparer éventuellement des propositions avec des budgets différents (option a minima, option intermédiaire, option de rêve…)
3- Rassembler les projets des différents groupes en un ensemble cohérent et envoyer cette proposition à la commune par courriel et par la poste. Demander à une personne du service compétent de venir en discuter avec les élèves en classe ou d’organiser une réunion à la commune même.
Matériel nécessaire
Un ordinateur pour visualiser les images satellites du quartier, déterminer les points de collecte des données et leurs coordonnées GPS
Une imprimante pour imprimer les feuilles de collecte des données et la carte satellite
Une bobine de ficelle ou de ruban
Préparation
Rassembler le matériel nécessaire
Déroulement proposé
1- Par groupe de 4 ou 5 élèves, un périmètre de zone urbaine est choisi sur base d’images satellite du quartier. Le groupe d’élèves détermine dans ce périmètre une ligne relativement droite sur laquelle se trouve une alternance de conditions (zone de trafic dense sans végétation, rue bordée d'arbres, rue étroite sans végétation, parc urbain, zone rurale…).
Chaque groupe peut choisir une zone différente pour la collecte des mesures, la comparaison des données sera plus riche. Il est possible d’assigner à différents groupes un jour de collecte des données différent à la même heure (cela permettra d’avoir une moyenne pour plusieurs jours en mars, puis en mai). La collecte des données doit alors s’effectuer en devoir à faire le soir (ex. horaire de mesure à 16h pour tout le monde)
2 - Sur cette ligne, on détermine une dizaine de points où la température sera mesurée à au moins 2 temps différents. On en relève les coordonnées GPS.
3 - Le groupe d’élèves prépare une feuille de collecte des données selon le modèle suivant :
4- Le groupe imprime une carte satellite avec les points de mesure sélectionnés clairement indiqués et une feuille de collecte des données.
5 - Chaque groupe prépare une ficelle (ou un ruban) de 30 cm, marquée à 3 cm.
Conseils (facultatif)
Si vous manquez de temps, vous pouvez réaliser cette activité dans les espaces extérieurs de l’école, pourvu qu’il y ait des espaces verts.
Cours 2 (en mars/avril) et 3 (en mai/juin) : collecte des températures
Matériel nécessaire
Un thermomètre digital par groupe de 4/5 élèves
Une ficelle (ou un ruban) de la même longueur pour tous les groupes marquée à 3 cm (préparée pendant le cours 1)
Une équerre par groupe
Une feuille de collecte des données par élève (préparée pendant le cours 1)
Un crayon par élève
Préparation
La préparation a été effectuée pendant le cours 1.
Déroulement proposé
Chaque groupe prend la carte, la fiche de collecte des données et la ficelle préparées au cours précédent, un thermomètre digital et une équerre. Les élèves vont remplir leur feuille de collecte des températures aux différents endroits prévus. L’heure à laquelle sont collectées les données doit toujours être l'après-midi et la même à chaque fois (sauf si l’on veut introduire une variable supplémentaire dans les données : on peut mesurer la température l'après-midi à 2 heures différentes le même jour, puis recommencer à ces mêmes 2 heures la fois suivante…).
On effectue les mesures un jour où il n’y a pas (ou que très peu) de vent. Tous les groupes doivent avoir le même type de thermomètre pour pouvoir comparer les données entre eux et utiliser les mêmes méthodes de mesure.
Pour mesurer la température avec un thermomètre digital, on prend la ficelle (ou le ruban) préparée. On tient une extrémité de la ficelle contre le sol et l’autre en l’air, aussi perpendiculairement que possible par rapport au sol (vérifier grâce à l’équerre). On mesure à 3 cm (TS = température de surface) et à 30 cm (TA= température ambiante). On reste au même endroit pendant 2 minutes, le plus immobile possible, et on protège le thermomètre du soleil direct avec sa main. On répète 3 fois chaque prise de température pour avoir la mesure la plus fiable possible (moyenne des 3 prises).
Conseils (facultatif)
Si vous manquez de temps en classe, vous pouvez demander aux élèves de collecter les données en dehors des heures de cours (comme devoirs).
Cours 3 : Réaliser un graphique avec un profil de la zone urbaine et analyser les résultats
Matériel nécessaire
La feuille de collecte des données remplie
Papier millimétré
Crayon à papier et crayons de couleurs
Préparation
voir cours 1, 2, 3
Déroulement proposé
- Dessiner un profil schématique de la zone urbaine étudiée au bas d’une feuille de papier millimétré
- Reporter les mesures (la moyenne pour chaque lieu) sur le papier millimétré et dessiner une courbe pour chaque mois (bleu pour le mois le plus froid et rouge pour le mois le plus chaud).
- Comparer et analyser les résultats, rechercher les causes.
Cours 4 (facultatif pour aller vers une stratégie 6) : Travailler sur des pistes de solution et envoyer une proposition à la commune pour devenir des acteurs de transformation positive dans son quatier
Matériel nécessaire
- Un ordinateur pour faire des recherches et rédiger courriels et lettres
Préparation
voir cours 1, 2, 3, 4
Déroulement proposé
1- Demander aux élèves de faire des recherches en vue de diminuer les îlots de chaleur (exemple de pistes intéressantes : https://www.inspq.qc.ca/sites/default/files/publications/2839-mesures-lutte-ilots-chaleur-urbains.pdf)
2- Demander à chaque groupe de choisir un îlot de chaleur précis et de proposer de nouveaux aménagements pour améliorer la situation (végétalisation, couleur des revêtements…). Préparer éventuellement des propositions avec des budgets différents (option a minima, option intermédiaire, option de rêve…)
3- Rassembler les projets des différents groupes en un ensemble cohérent et envoyer cette proposition à la commune par courriel et par la poste. Demander à une personne du service compétent de venir en discuter avec les élèves en classe ou d’organiser une réunion à la commune même.
Le conseil en plus (adaptation, prolongement, point d'attention...)
- lien avec histoire, walonmap (1971-2023) : ligne du temps - évolution historique
- relevé naturaliste aux différents points de mesure
- dimension philosophique : comment les élèves habitent leur quartier, où ils aiment passer leur temps le midi, par où passent-ils pour venir, pourquoi, rue plus ouverte, avez-vous remarqué certains points très chauds ?
- enjeux économiques et sociaux liés à ces îlots
- dossiers de cartes qui s’étoffent à chaque cours différent
- école rurale : comparer champ, haie, bois
- présentation orale devant l’échevin
- sciences sociales : lien avec la densité de population…
- relevé naturaliste aux différents points de mesure
- dimension philosophique : comment les élèves habitent leur quartier, où ils aiment passer leur temps le midi, par où passent-ils pour venir, pourquoi, rue plus ouverte, avez-vous remarqué certains points très chauds ?
- enjeux économiques et sociaux liés à ces îlots
- dossiers de cartes qui s’étoffent à chaque cours différent
- école rurale : comparer champ, haie, bois
- présentation orale devant l’échevin
- sciences sociales : lien avec la densité de population…
Auteur de cette fiche (personne ou structure)
Goodplanet
Cette activité s'est inspirée de (bibliographie, ressources, url...)
https://www.inspq.qc.ca/sites/default/files/publications/2839-mesures-lutte-ilots-chaleur-urbains.pdf et https://scied.ucar.edu/activity/feeling-heat
Prendre contact avec l'auteur de la fiche (indiquez ici l'adresse mail de l'auteur de la fiche pour être contacté (facultatif)
c.belkhou@goodplanet.be
