Stratégie bas carbone pour la forme tridimensionnelle des villes : la demande mondiale de refroidissement est en train de redéfinir la logique de la planification urbaine

Au cours des deux dernières décennies, de la péninsule indienne aux hauts plateaux mexicains, les villes vivent une révolution de leur forme physique, visible à l’œil nu mais encore insuffisamment comprise. Les études qui s’appuient depuis longtemps sur l’imagerie satellitaire ont tendance à considérer l’urbanisation comme une expansion des surfaces bâties, mais le tableau réel est bien plus complexe : certaines villes s’étendent en tache d’huile, grignotant les terres agricoles ; d’autres voient les gratte-ciel remplacer les quartiers bas ; d’autres encore accroissent leur densité en comblant les espaces marginaux. Ces différences façonnent le « volume tridimensionnel » des villes, et la compréhension scientifique de la manière dont ce volume affecte les indicateurs clés du fonctionnement urbain reste encore très floue.

Une étude publiée dans Nature Communications en 2026 a évalué pour la première fois de manière systématique l’impact de la croissance urbaine tridimensionnelle sur la « demande de refroidissement urbain ». Cette étude couvre 88 villes indiennes et 52 villes mondiales, sur la période 2003-2023. Les chercheurs ont constaté que la trajectoire d’évolution de la demande de refroidissement ne dépend ni de la taille de la ville ni de sa population totale, mais du type de croissance spatiale. Les villes dominées par l’étalement horizontal — en particulier l’étalement irrégulier à faible densité — enregistrent la croissance relative la plus rapide de la demande de refroidissement, même si leur demande initiale n’est pas élevée ; les villes de taille moyenne supportent souvent la demande absolue de refroidissement la plus élevée ; quant aux villes compactes, elles présentent une tendance plus modérée, révélant un avantage thermique structurel. Cette découverte élève la forme urbaine du rang de sujet secondaire des débats esthétiques ou de densité au rang de variable stratégique de premier plan pour l’adaptation climatique et la transition énergétique.

Le monde se trouve à un point critique en matière de demande de refroidissement. Le réchauffement climatique n’est plus une simple donnée de température abstraite ; il s’est transformé en grondement des compresseurs de climatisation dans les gratte-ciel, en soins d’urgence pour les victimes de coup de chaleur dans les hôpitaux, en pics de charge sur les réseaux électriques pendant les vagues de chaleur. Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a mentionné à plusieurs reprises, dans ses rapports d’évaluation successifs, l’influence de la structure et de la forme urbaines sur la consommation d’énergie, mais les études quantitatives ont toujours fait défaut. Au cours des dernières décennies, scientifiques et décideurs politiques se sont trop concentrés sur des indicateurs surfaciques tels que la population totale, la structure industrielle et la croissance économique, et ont rarement envisagé la ville comme une entité tridimensionnelle — un volume vertical qui ne cesse de s’élever, de s’épaissir et de se densifier.

Mais le processus d’urbanisation réel se déroule justement à l’échelle verticale. Depuis plus de vingt ans, les villes du monde entier vivent en réalité une « révolution du coefficient d’occupation des sols » : la ville cesse d’être un moteur de plain-pied pour devenir un système tridimensionnel composé d’espaces aériens et souterrains. Cependant, différentes villes ont emprunté des voies radicalement différentes pour adopter ce système. L’une est la « croissance extensive » — la limite urbaine s’étend comme une tache d’humidité, tandis que les zones résidentielles à faible densité et les parcs industriels dévorent les espaces verts de la périphérie. Une autre est la « croissance par renouvellement » — les quartiers anciens sont remplacés par de nouveaux bâtiments à forte densité, et la ville croît vers le haut à l’intérieur de ses limites existantes. Il y a aussi la « croissance de comblement » — les terrains vacants et les espaces temporaires sont transformés en bâtiments permanents. Chacune de ces modalités modifie de manière radicalement différente les processus d’échange d’énergie à la surface de la ville : les surfaces imperméables qui s’étendent horizontalement absorbent et emmagasinent plus facilement la chaleur ; les bâtiments verticaux créent des couloirs de vent et des zones d’ombre entre les immeubles ; et les quartiers compacts à forte densité, même s’ils ont un volume total important, peuvent rendre le fonctionnement des systèmes de climatisation plus efficace.Les données de la recherche mettent en évidence un paradoxe facilement négligé : les villes où la demande de refroidissement augmente le plus rapidement ne sont pas, comme on l’imagine souvent, les mégapoles tropicales, mais plutôt de nombreuses villes moyennes du Sud global, encore aux premiers stades de leur expansion. Ces villes n’ont souvent pas encore connu d’accumulation complète de richesse, ni mis en place de systèmes de planification urbaine matures, et pourtant elles se développent déjà selon les trajectoires les plus non durables. À l’inverse, certaines mégapoles d’Asie ou d’Europe, parce qu’elles sont entrées plus tôt dans une phase de verticalisation et de compacité, font preuve d’une plus grande résilience face au climat. C’est là le piège classique du stade de développement urbain — un mauvais choix de forme au départ se figera, des décennies plus tard, en une dette énergétique difficile à inverser.

La logique géoéconomique sur laquelle reposaient les stratégies urbaines traditionnelles est en train de devenir obsolète. Pendant longtemps, les indicateurs de développement urbain ont presque équivalu à l’expansion physique : davantage de zones industrielles, des routes plus larges, des zones bâties plus étendues. Mais cette étude adresse clairement un message important aux décideurs : la composition spatiale de la croissance urbaine — et non pas seulement son rythme — détermine la courbe de la demande énergétique. Alors que la hausse des températures mondiales est un fait établi, la demande de refroidissement d’une ville se traduira directement en subventions pour l’électricité, en investissements dans les réseaux électriques, en responsabilités carbone et en potentiel de croissance économique. La densité et la forme urbaines cessent donc d’être un débat esthétique pour devenir une question d’infrastructure liée à la compétitivité.

L’évolution de la demande de refroidissement accentue également les inégalités structurelles au sein du système urbain mondial. Les villes du Nord global, déjà situées sous des latitudes élevées ou dans des climats tempérés, voient leur augmentation de la demande de refroidissement liée aux changements morphologiques rester relativement limitée ; tandis que les villes du Sud global, sous de basses latitudes, connaissent une croissance exponentielle et simultanée du réchauffement continu et des besoins en électricité. Cette différenciation de la demande pourrait bien redessiner, au cours de la prochaine décennie, les grands axes énergétiques mondiaux : les capitaux et les ressources ne se dirigeront plus seulement vers la taille des villes, mais vers la capacité de gestion stratégique de leur forme urbaine. Les villes capables d’assurer un confort thermique intérieur à faible coût pourront prendre l’avantage dans la compétition pour les talents et les capitaux ; celles qui obligent leurs habitants à dépendre de la climatisation coûteuse perdront de leur attractivité dans les chaînes d’approvisionnement mondiales.

L’autorité sur la forme urbaine est en train de passer d’une simple affaire locale à une nouvelle forme de puissance géopolitique. Étant donné que l’environnement bâti, une fois construit, exerce un effet de verrouillage à long terme, la demande énergétique urbaine des prochaines décennies diverge de manière significative environ tous les dix ans. Il y a un siècle, le choix d’une ville de poser des rails de tramway ou de construire des autoroutes déterminait la structure spatiale des soixante-dix années suivantes. Aujourd’hui, le choix d’une ville d’autoriser l’étalement périphérique ou d’encourager le potentiel interne déterminera son adaptabilité au prochain cycle climatique. La fenêtre des politiques publiques est limitée : de nombreuses villes du Sud global se trouvent précisément dans une phase de formation rapide de leurs zones bâties, et chaque décision d’aménagement prise aujourd’hui constitue un engagement d’investissement irréversible.Cette découverte nous amène également à reconsidérer l’objet central des décisions stratégiques d’une ville. Les urbanistes ont souvent l’habitude de gérer les sols, les zones et les transports à partir d’une perspective en deux dimensions, alors que le monde est déjà entré dans une phase où une gouvernance en trois dimensions s’impose. L’urbanisation n’exige plus une répartition spatiale de type plan directeur, mais un contrôle précis du volume urbain — incluant la hauteur des étages, les ajustements du coefficient d’occupation des sols, la répartition spatiale des toits végétalisés et de l’ombrage des rues, ainsi que la circulation de l’air dans les interstices des bâtiments. Cela requiert des gouvernements urbains une capacité d’analyse des données et des systèmes de mesure dynamique sans précédent, plutôt que le maintien d’un plan général statique.

Cette étude, qui couvre 140 villes, montre en outre que la forme urbaine compacte présente un avantage d’adaptabilité à travers les zones climatiques. Bien que la « ville compacte » soit discutée depuis des années dans les milieux internationaux de la politique urbaine, elle est souvent perçue comme une caractéristique patrimoniale des villes anciennes européennes ou des centres urbains asiatiques à forte densité, et jugée non reproductible. Les recherches actuelles fournissent désormais des preuves mesurables : dans des conditions climatiques identiques, une forme urbaine relativement compacte freine mieux la croissance explosive de la demande de refroidissement qu’un tissu urbain en étalement. Cela confirme la nécessité d’un urbanisme de long terme — face aux pressions économiques à court terme, choisir de résister à la tentation de l’étalement à faible densité constitue une décision municipale durable.

En adoptant une perspective plus large, la forme urbaine est précisément un levier institutionnel clé à la charnière de la transition climatique. Face à l’urbanisation rapide qui se poursuit dans les pays du Sud, la question suivante apparaît plus clairement : « Qu’est-ce qu’une infrastructure spatiale indispensable pour une ville ? » Les auteurs de l’étude considèrent la ville comme l’unité fondamentale de l’adaptation et de l’atténuation du changement climatique. En réalité, si la demande mondiale de refroidissement continue de croître à un rythme plus élevé, cela non seulement pèsera sur la trajectoire de transition énergétique définie par l’Accord de Paris, mais aussi créera de nouvelles vulnérabilités au sein des villes. La dissipation de la chaleur et le refroidissement — plutôt que les routes et les ponts — deviendront progressivement le vocabulaire central des stratégies urbaines du XXIe siècle.

Dans un avenir proche, la définition de la compétitivité urbaine connaîtra un changement fondamental : celui qui saura offrir un meilleur confort thermique et un coût carbone plus faible dans un espace par habitant plus restreint attirera le capital humain tourné vers l’avenir. Certaines villes sont déjà passées à l’action : Londres et Singapour intègrent la volumétrie urbaine et l’efficacité énergétique dans leurs codes du bâtiment ; Bombay et Jakarta explorent dans leurs plans des stratégies combinant croissance verticale et espaces tampons thermiques ; Paris, quant à elle, renforce sa résilience climatique en transformant ses espaces publics. La vraie question est la suivante : celles dont l’emprise continue de s’étendre rapidement vers l’extérieur — de nombreuses métropoles émergentes d’Afrique, plusieurs centres régionaux de l’intérieur du sous-continent indien, les conurbations d’Asie du Sud-Est — prendront-elles conscience à temps que leur choix morphologique actuel constitue en réalité un investissement, voire un pari, sur le processus de civilisation ?Le modèle de croissance tridimensionnelle des villes n’est pas un processus naturel inévitable, mais le résultat de choix institutionnels. Le régime de la valeur foncière, les réglementations sur le coefficient d’occupation des sols, les politiques de prêt hypothécaire, les préférences en matière d’investissement dans les infrastructures, ainsi qu’une infinité de micro-décisions, façonnent ensemble le profil vertical des villes. Chaque courbe de différence de température et de consommation d’énergie mesurée dans cette étude correspond en arrière-plan à une philosophie de gouvernance. L’histoire ne jugera plus les réalisations civilisationnelles d’une époque à l’aune de la ligne d’horizon urbaine, mais évaluera la clairvoyance des gouvernants à l’aune de la consommation d’énergie et du confort humain sous le ciel.

L’adaptation des villes au changement climatique ne doit pas se limiter à attendre les négociations mondiales sur la réduction des gaz à effet de serre. Un espace d’action plus urgent existe au sein même de chaque ville. Les gouvernements capables de repenser « la forme et le volume des villes » au cours de leur croissance sont ceux qui détiennent véritablement l’initiative de l’avenir.