Bilan radiatif et flux de chaleur en climatologie urbaine: mesures, modélisation et validation sur Strasbourg

Ce travail a pour objectif de contribuer à l'approfondissement des connaissances des mécanismes d'échange d'énergie entre la canopée urbaine et la couche limite urbaine en suivant une démarche de mesures et modélisation couplée à une utilisation de la télédétection pour la nécessaire validation à l'échelle spatiale du "fragment urbain" des sorties de modèles testées à l'échelle locale du "canyon urbain". Un élément clé du problème est le bilan radiatif dont la détermination précise conditionne l'accès aux autres termes du bilan d'énergie dont certains, comme le flux de chaleur dans le sol ne sont pas mesurables directement. Ce travail de thèse a donc été focalisé en priorité sur le bilan radiatif, sa mesure et sa modélisation à différentes échelles, sa validation puis son intégration dans une première évaluation du bilan d'énergie global, sur la zone d'étude constituée par l'agglomération strasbourgeoise. La démarche quantitative privilégiée dans ce travail conjugue alors un modèle physique capable d'appréhender la complexité 3D d'une zone bâtie, et un ensemble de mesures réalisées dans le cadre d'une campagne intensive, mesures qui, soit en entrée, soit en sortie, constituent la vérité terrain pour la validation du modèle. A l'échelle du canyon, une très bonne concordance entre les sorties du modèle et les mesures terrain est observée, notamment dans le domaine du rayonnement solaire. Les résultats valident donc le modèle et son utilisation en tant que référence. En revanche, lorsqu'on sort d'un système simple comme celui d'un canyon pour passer à celui, plus hétérogène, du fragment urbain, un certain nombre de problèmes ont été identifiés, tant en ce qui concerne les mesures, la validation que la spatialisation à partir des données images