Cartographie numérique: Cartographie des Zones Climatiques Locales (LCZ) dans les aires urbaines françaises

Source : « Cartographie des zones climatiques locales (LCZ) de 83 aires urbaines de plus de 50 000 habitants en France » (Cerema)

Le Cerema met à disposition l’outil Zones climatiques locales (LCZ), qui permet d’accéder aux données et cartes indiquant le degré d’exposition au phénomène d’îlot de chaleur des quartiers de 12 000 communes de France : 88 aires urbaines les plus densément peuplées sont ainsi couvertes, soit 44 millions d’habitants. Ce service est unique car il donne pour tous les territoires un accès gratuit et compréhensible à des données uniformisées, permettant de classer les zones urbaines en fonction de leur exposition potentielle au phénomène d’îlot de chaleur.

Visualisateur cartographique des Zones climatiques locales (Cerema)

Le Cerema répond ainsi à un besoin essentiel des territoires et une priorité du Plan national d’adaptation au changement climatique (PNACC3). L’évolution du climat en cours (+1,7°C en moyenne en France hexagonale depuis 1900) s’accompagne d’épisodes de forte chaleur plus fréquents et plus intenses. Le 3e Plan national d’adaptation au changement climatique (PNACC3) rendu public le 10 mars 2025 par le Ministère de la Transition écologique, de la Biodiversité, de la Forêt, de la Mer et de la Pêche, retient l’un des scénarios de référence du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec), pour préparer la France : une hausse des températures moyennes de 4 °C en 2100 par rapport à l’ère préindustrielle. L’outil « LCZ » du Cerema répond à la mesure 13 du PNACC3 : « Renaturer les villes pour améliorer leur résilience face au changement climatique ».

État des lieux de la sensibilité des 88 plus grandes aires urbaines de l’Hexagone aux fortes chaleurs

L’outil dit « LCZ » couvre 88 plus grandes aires urbaines de l’Hexagone, soit 44 millions d’habitants (Outre-mer à l’étude en 2025). Il est disponible pour 12 000 communes (sur 34 826 en Hexagone) dont 248 communes de 20 000 à 50 000 habitants, 79 communes de 50 à 100 000 habitants et les 40 communes de plus de 100 000 habitants.

Plus de 5 millions d’habitants vivent dans des quartiers à forte sensibilité aux fortes chaleurs
Plus de 20 000 hectares (200 km2, soit 2 fois la surface de la ville de Paris) de zones bâties sont à forte ou très forte sensibilité à l’effet d’îlot de chaleur et demanderaient des actions d’adaptation importantes.
Dans les plus grandes villes (> 400 000 habitants), ces zones représentent près de 20 % des tissus urbanisés.
Sur l’ensemble des villes de plus de 20 000 habitants, 4,2 millions de personnes vivent dans des quartiers à forte ou très forte sensibilité, soit 20 % de la population totale de ces communes
Sur les villes de plus de 400 000 habitants, 2 millions de personnes vivent dans des secteurs à forte ou très forte sensibilité, soit 50 % de la population
Sur les villes de 200 à 400 000 habitants, 350 000 personnes sont dans des secteurs à forte ou très forte sensibilité, soit 18 % de la population
Ce taux est de 16 % pour les villes de 100 000 à 200 000 habitants, et il est plus faible (7 %) pour les villes de 20 000 à 50 000 habitants

L'outil LCZ. Un pré-diagnostic simple pour agir face aux fortes chaleurs

Une Zone Climatique Locale (ou LCZ pour "Local Climate Zone" en anglais), concept adopté par la communauté scientifique internationale du climat urbain depuis les travaux de Stewart et Oke [2012], est une unité de surface urbaine, de la taille de quelques îlots ou d’un quartier, avec une homogénéité de composition urbaine entraînant un comportement climatique homogène. 17 classes de LCZ différentes, réparties en deux grandes catégories selon qu’il s’agit d’une zone artificialisée ou non, permettent de qualifier l’exposition de chaque zone à la surchauffe urbaine.

Ce concept se fonde sur une classification géo-climatique des territoires urbanisés ; une classification éprouvée et internationalement reconnue, issue de travaux de recherche. Il consiste à découper un territoire en zones uniformes du point de vue de l’occupation du sol (artificialisée ou naturelle), de la structure urbaine, des matériaux, et des activités humaines en supposant que ces zones ont un comportement climatique homogène. Ces zones peuvent s’étendre de quelques centaines de mètres à plusieurs kilomètres de large. 17 classes de LCZ permettant de caractériser les territoires ont été définies par des travaux de recherche : 10 classes LCZ « bâties » et 7 classes LCZ « naturelles ».
Le pôle satellitaire du Cerema a développé une méthode originale basée sur des images satellite à très haute résolution spatiale ainsi que des bases de données ouvertes pour cartographier les LCZ et identifier ainsi les quartiers particulièrement exposés à la surchauffe urbaine et susceptibles de contribuer à l’effet d’îlot de chaleur urbain.

Accès aux ressources

Les 83 aires urbaines ont été définies à partir de la donnée Urban Atlas 2018, et la production de cette donnée LCZ s'est basée sur la couverture annuelle SPOT 2022 acquise dans le cadre de DINAMIS et la BD TOPO de l'IGN (v3.3 de décembre 2022).

Cette donnée LCZ peut être utilisée comme diagnostic à grande échelle du phénomène d'Îlot de Chaleur Urbain (ICU) sur votre territoire. Elle constitue un pré-diagnostic climatique tenant compte de la morphologie urbaine et de l'occupation du sol : le but est de localiser les îlots/quartiers à enjeux sur lesquels affiner les analyses et prioriser les actions.

La plateforme CartoClimate de la Fondation CNRS Geomanum permet également d'accéder à une cartographie des Zones Climatiques Locales (LCZ). La cartographie des LCZ permet d'appréhender la réponse d’un territoire aux vagues de chaleur estivale (comportement thermique, potentiel de rafraîchissement d’une zone) et de connaître in fine les secteurs potentiellement propices à l’effet d'Îlot de Chaleur Urbain (ICU). Il convient de noter cependant que la cartographie des LCZ n'est pas une modélisation de l'Îlot de Chaleur Urbain.

En cliquant sur un îlot de la carte, vous accédez au détail de celui-ci (CartoClimate)

Références scientifiques

La typologie LCZ (Stewart et Oke, 2012) est une typologie urbaine universelle qui permet de distinguer les zones urbaines, en tenant compte de la combinaison des couvertures terrestres à micro-échelle et des propriétés physiques associées. Le schéma LCZ se distingue des autres schémas d'utilisation et d'occupation du sol par l'accent mis sur les types de paysages urbains et ruraux, qui peuvent être décrits par l'une des 17 classes qu'il contient. Sa forte valeur ajoutée réside dans la diversité des classes urbaines, facilement interprétables et globalement cohérentes, qui capturent la variabilité intra-urbaine des formes de surface et des fonctions du sol.

Stewart, I. D., and T. R. Oke, 2012: Local Climate Zones for Urban Temperature Studies [Zones climatiques locales pour les études de température urbaine]. Bull. Amer. Meteor. Soc., 93, 1879–1900, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00019.1

Demuzere, M., Kittner, J., Martilli, A., Mills, G., Moede, C., Stewart, ID, van Vliet, J., et Bechtel, B. (2022). A global map of local climate zones to support earth system modelling and urban-scale environmental science [Une carte mondiale des zones climatiques locales pour soutenir la modélisation du système terrestre et la science environnementale à l'échelle urbaine]. Earth Syst. Sci. Data, 14, 3835-3873, https://doi.org/10.5194/essd-14-3835-2022

Le site LCZ-generator fournit une cartographie mondiale des zones climatiques locales à une résolution spatiale de 100 m, dérivée de plusieurs ensembles de données d'observation de la Terre et d'étiquettes de classe LCZ expertes.

Carte des zones climatiques locales à l'échelle mondiale (source : LCZ-generator)

Sur les 17 classes de ZCL, 10 reflètent l'environnement bâti, et chaque type de ZCL est associé à des descriptions numériques génériques des principaux paramètres de la canopée urbaine, essentiels à la modélisation des réponses atmosphériques à l'urbanisation. De plus, les ZCL ayant été initialement conçues comme un nouveau cadre pour les études sur les îlots de chaleur urbains , elles contiennent également un ensemble limité (7) de classes d'occupation du sol « naturelles » pouvant servir de zones de « témoin » ou de « référence naturelle ». Ces sept classes naturelles du schéma ZCL ne permettant pas de saisir l'hétérogénéité des écosystèmes naturels existants, il est conseillé, si nécessaire, de combiner les classes de ZCL construites avec tout autre produit d'occupation du sol offrant un éventail plus large de classes d'occupation du sol naturelles.

Ensemble des données disponibles à l'échelle mondiale en téléchargement sur Zenodo.