Lucie Merlier (Lyon 1 Université), Prix de la jeune recherche 2025 catégorie Sciences exactes : « La ville de demain doit être vivable, durable et désirable »

J’ai choisi l’Institut national des sciences appliquées de Lyon (INSA) pour mes études d’ingénieur parce que l’école propose une classe préparatoire intégrée et bénéficie d’une très bonne reconnaissance. Je pensais initialement de m’orienter vers la biochimie. J’ai finalement opté pour le génie civil parce qu’il a un impact direct sur notre vie quotidienne. Mon choix a été aussi motivé par la possibilité de faire en parallèle des études d’architecture à Lyon. Cette décision de parcours a été fondatrice pour moi.

En fait, il y a eu une vraie cohérence dans ma trajectoire pluridisciplinaire, qui s’est construite grâce aux possibilités offertes à Lyon. Ainsi, à l’INSA, j’ai obtenu mon diplôme d’ingénieur en génie civil et urbanisme, tout en suivant en parallèle les trois premières années de l’École nationale supérieure d’architecture à Lyon. J’ai poursuivi quelques années encore pour décrocher le diplôme d’État d’architecte. Durant ma dernière année, j’ai aussi suivi un master en sciences humaines et sociales à l’Institut d’urbanisme de Lyon, dans le cadre d’un partenariat entre l’université Lyon 2 et l’INSA notamment.

Si c’était au départ plutôt une opportunité, j’ai finalement effectué ces choix en me disant que la complémentarité de ces disciplines était nécessaire pour ce que j’ambitionnais pour ma pratique professionnelle : contribuer à concevoir des bâtiments et des villes durables. L’ingénierie m’a appris la rigueur et les outils de modélisation. L’architecture, la sensibilité à l’espace et aux ambiances. Et les sciences humaines et sociales, la conscience de l’importance des habitants et des usages à prendre en compte dans toutes les phases d’un projet, et leur complexité. Ce triple bagage façonne profondément ma façon d’aborder les problèmes.

Aujourd’hui, je suis maîtresse de conférences à Lyon 1 Université, où j’enseigne au département Génie civil et Construction durable de l’IUT et où j’effectue mes recherches au CETHIL, le Centre d’énergétique et de thermique de Lyon, une unité mixte avec le CNRS, l’INSA de Lyon et Lyon1 Université.

J’aimerais d’abord apporter une précision. On entend souvent parler d’îlot de chaleur urbain, moins de « surchauffe urbaine ». Or, j’ai à cœur de clarifier une distinction entre ces deux termes, qui a des conséquences concrètes sur les solutions que l’on va proposer.

L’îlot de chaleur urbain désigne la différence de température de l’air entre la ville et la campagne environnante. C’est un phénomène qui s’exprime principalement la nuit, sous ciel clair et vent faible. La surchauffe urbaine est une réalité plus large, qui inclut l’effet d’îlot de chaleur urbain, mais ne s’y limite pas. Elle réfère à l’augmentation du stress thermique et à l’inconfort ressentis par les habitants en ville, de jour comme de nuit et à l’intérieur comme à l’extérieur des bâtiments, notamment en période de vague de chaleur.

Il ne s’agit pas uniquement d’une question de vocabulaire, mais d’une précision capitale pour bien orienter les politiques publiques. Prenons un exemple : une solution qui réduit l’îlot de chaleur urbain peut s’avérer inadaptée pour le confort des usagers dans l’espace public en plein après-midi.

Si une collectivité commande une étude pour « réduire l’îlot de chaleur » et que les préconisations améliorent uniquement les températures nocturnes dans les rues, elle risque de passer à côté du problème principal auquel font face les habitants si celui-ci est un problème de confort en milieu de journée.

J’ajoute que je ne travaille pas directement sur le changement climatique. Mes recherches ne concernent pas les vagues de chaleur, dont on constate que l’intensité et la fréquence augmentent, mais les actions pour que la ville ne surchauffe pas, afin de limiter l’inconfort des habitants, et de préserver leur santé. Cela, en évitant d’ajouter des émissions de gaz à effet de serre. C’est d’ailleurs un critère central dans l’évaluation de solutions.

On peut distinguer trois grandes familles de solutions, même si la réalité est bien sûr un peu plus complexe. D’abord, les solutions grises concernent la forme bâtie, les infrastructures, les choix en matière de matériaux de construction et de revêtements, d’isolation thermique, ou encore de systèmes de climatisation. Ces derniers systèmes présentent d’ailleurs un double effet paradoxal, car la climatisation rafraîchit l’intérieur des bâtiments, mais rejette de la chaleur vers l’extérieur et a d’autres impacts environnementaux, liés aux fluides à fort pouvoir de réchauffement, entre autres.

Ensuite, les solutions vertes qui relèvent notamment de la végétalisation à différentes échelles, de l’intégration de plans d’eau, ou encore de la gestion de la perméabilité des sols. Souvent valorisées, elles présentent généralement des bénéfices pour la biodiversité, la gestion des eaux pluviales et le bien-être des habitants, même si elles présentent des enjeux de conception et d’entretien spécifiques.

Enfin, les solutions douces sont liées aux comportements et aux dispositifs sociaux. Je pense par exemple à l’adaptation des horaires de travail ou des déplacements lors des épisodes caniculaires, au renforcement de l’entraide entre voisins pour aider les personnes vulnérables, à la mise en place de dispositifs d’alerte, ou à la maîtrise de la demande de climatisation.   

Beaucoup de solutions existent donc, mais il n’existe pas une solution miracle universelle. Une mesure adaptée pour un quartier d’habitat collectif des années 1970 ne le sera pas forcément pour un centre-ville ancien dense. Le contexte est très important. En fait, la sélection et le succès d’une solution résultent de la morphologie urbaine, des caractéristiques des bâtiments, des usages, du tissu social, ou encore des ressources disponibles… Ils ne dépendent pas juste de critères thermiques !

D’ailleurs, mon rôle n’est pas de préconiser des solutions, mais de comprendre comment les systèmes microclimats-aménagements urbains-bâtiments-habitants peuvent fonctionner selon les contextes physiques et sociaux. L’application visée ? Aider à la décision en fournissant des connaissances intégrées et accessibles sur ces sujets ainsi que des méthodes d’évaluation et des résultats d’études, y compris auprès des habitants, pour soutenir les concepteurs et décideurs dans leurs processus de choix parmi différentes options. C’est une posture un peu différente, mais qui permet d’être utile à long terme.

J’ai choisi Lyon pour plusieurs raisons. Avant tout, la Métropole figure parmi les agglomérations françaises qui seront particulièrement exposées aux fortes chaleurs, selon les projections climatiques disponibles.

En 2015 déjà, la collectivité avait publié un socle de connaissances locales, qui a permis d’identifier que le risque de « vague de chaleur » représente l’un des aléas principaux pour le territoire.

En plus, le territoire est hétérogène en termes de densité et morphologie urbaines, et sur beaucoup d’autres aspects. Du centre-ville dense de Lyon aux zones plus périphériques, les configurations sont très différentes.

Pour moi, ces contrastes sont précieux. Et puis je trouve que la Métropole a une taille intéressante, assez grande pour être riche et diverse, y compris en termes de compétences scientifiques présentes sur le territoire, tout en étant à taille assez humaine pour que la coopération entre chercheurs et avec les collectivités, les bailleurs sociaux, les différents acteurs de la fabrique de la ville et les habitants soit relativement facile.

Je coordonne notamment le projet « Des villes fraîches par et pour les usagers : intégrer des solutions douces, vertes et grises pour favoriser la santé des habitants dans un environnement durable » (VF++). Il est financé dans le cadre du dispositif France 2030 — Programmes et équipements prioritaires de recherche (PEPR) « Ville durable et bâtiment innovant », porté par le CNRS et l’université Gustave Eiffel.

Un aspect fondamental de ce projet est que son objectif concerne la santé, pas juste la température ou le confort. La santé y est définie dans le sens donné par l’OMS, comme « un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d’infirmité ». Le but n’est donc pas simplement de gagner quelques degrés dans la ville, mais plutôt de contribuer à la santé des personnes, ce qui inclut éviter les maladies, mais aussi améliorer le confort et le bien-être général lors d’un pic de chaleur.

Pour cela, ce projet mobilise de nombreuses disciplines, ce qui traduit le fait que la surchauffe urbaine a des impacts multiples et ne se résout pas en silos. En effet, aux côtés des chercheurs en thermique du bâtiment et en microclimatologie urbaine, des anthropologues, des épidémiologistes, des architectes, des chercheurs en médecine d’urgence et d’autres encore travaillent main dans la main.

Divers acteurs locaux et nationaux sont aussi pleinement associés à la démarche. On travaille tous ensemble pour que les problématiques scientifiques que nous priorisons et redéfinissons soient véritablement tirées par les besoins du terrain. Nous œuvrons aussi ensemble sur des terrains du territoire de la Métropole de Lyon pour véritablement ancrer notre démarche et nos résultats.

Ce projet n’est bien sûr pas la seule action avec les acteurs locaux. Il a été rendu possible par une dynamique qui s’est établie sur le territoire. Chercheurs et professionnels se retrouvent régulièrement dans des événements et des groupes de travail mis en place par les collectivités autour des enjeux climatiques et environnementaux urbains, ou encore dans le cadre de projets de recherche facilités par différents programmes scientifiques et techniques.

Le Labex IMU (Intelligence des Mondes Urbains) est un exemple de structure portée par l’Université de Lyon qui a beaucoup favorisé l’articulation entre recherche pluridisciplinaire sur la ville et monde socio-économique. Ainsi, en lien avec le Labex et dans le cadre de son projet EPOC, j’ai pu réaliser mes premières recherches en tant que postdoctorante sur la surchauffe en lien avec le Plan Climat de la Métropole.

Les collaborations avec les acteurs locaux sont donc riches et variées. Toutefois, une des difficultés principales pour le transfert des résultats est la différence de rythme entre le temps souvent long de la recherche et les décisions politiques ou de conception qui se prennent plus rapidement. Les façons de formuler les problèmes et le format de nos réponses varient également. On progresse, mais le travail d’acculturation mutuelle doit encore se poursuivre.

Les scientifiques contribuent au débat public de diverses manières. En fournissant des connaissances solides, ils permettent de soutenir des choix avisés. Le rôle du chercheur n’est pas de décider, mais dans mon cas, il s’agit de rendre compréhensibles des mécanismes complexes, des options possibles et d’en permettre l’évaluation, notamment en termes de conséquences, pour prendre des décisions éclairées.

Nous sommes par ailleurs de plus en plus souvent sollicités pour des opérations de médiation scientifique destinées au grand public. Je trouve que ces actions représentent un vrai enjeu démocratique, pour les citoyens touchés au quotidien par les questions d’adaptation climatique, et plus largement pour rapprocher sciences et société au sens large.

Ce transfert des savoirs du laboratoire vers la société et inversement crée de nouveaux espaces très précieux. Car si l’on s’intéresse à la surchauffe urbaine, c’est principalement parce que l’humain est concerné.

Typiquement, les bâtiments sont construits par et pour des personnes, dans un contexte. De mon point de vue, nous devons donc prendre en compte cette dimension, sinon on ne peut pas appréhender la problématique correctement. C’est pour cela que j’ai complété ma formation vers les sciences humaines et sociales et que j’y accorde une grande importance.

Je pense aussi que considérer le vivant plus largement est aujourd’hui indispensable. Cela dépasse nécessairement la structuration actuelle des disciplines scientifiques. Cela va également dans le sens des enjeux contemporains et du fait qu’une décision politique ne se prend pas sur un critère isolé.

J’ai été très honorée de recevoir cette récompense. En fait, j’ai décidé de candidater au Prix de la jeune recherche, lorsque j’ai constaté qu’il valorise à la fois la qualité scientifique des travaux et leur implication sociétale. C’est ainsi pour moi une reconnaissance très forte de mon travail, et de celui de mon équipe. J’en profite pour la remercier encore chaleureusement, sans oublier les jeunes chercheurs avec qui j’ai eu le plaisir de travailler.

J’espérais aussi que cette distinction permettrait de donner de la visibilité à l’adaptation des territoires face à la surchauffe urbaine et à la dynamique de recherche liée. Ce prix a aussi illustré que la Métropole, la ville de Lyon et l’université considèrent que la surchauffe urbaine est un sujet important pour son territoire. J’ai d’ailleurs été contactée depuis par différentes collectivités de la Métropole de Lyon après l’annonce des lauréats, pour présenter mes recherches à leurs équipes dans une forme d’échange scientifique directe avec différents services, en plus des collaborations déjà existantes.

Enfin, ce prix permet aussi de mettre en évidence que, grâce à l’écosystème académique lyonnais, il est possible de traiter de sujets particulièrement complexes en intégrant des disciplines variées, comme le génie civil, la thermique, l’anthropologie, l’écologie, la médecine ou encore l’architecture. C’est une vraie force !

Dans les laboratoires de recherche en sciences de l’ingénieur, les femmes restent minoritaires. Cependant, contrairement à ce que l’on peut parfois imaginer, le génie civil n’est pas un secteur exclusivement masculin, même si, bien sûr, le niveau de parité dépend encore beaucoup des métiers.

Sur mes propres motivations, dès mes choix de spécialisation lors de mes études, il y a eu, je pense, une part un peu transgressive. Je me suis demandé pourquoi une femme n’aurait pas sa place dans ces métiers. Il y a peut-être aussi une raison plus profonde, quand je regarde la façon dont j’oriente de plus en plus mes travaux. Mon but est d’aider les gens à se sentir bien dans leur environnement, ce qui relève notamment du « care », du soin, dimension encore largement attribuée socialement aux femmes. Ce n’est donc peut-être pas un hasard si c’est justement ce que je vise dans ma recherche. En tout cas, il est clair que cela n’est pas incompatible avec les sciences de l’ingénieur. Je pense que cette approche gagne au contraire à être considérée et valorisée, car elle peut être un véritable moteur d’avancées scientifiques !

Difficile à dire, mais en tant que citoyenne et scientifique engagée, j’aimerais que la ville, demain et à long terme, soit vivable, parce qu’elle offre les conditions thermiques supportables, même pendant les vagues de chaleur. Une ville durable aussi, ou plutôt soutenable, parce que les solutions qui seront mises en place ne se font pas au détriment de l’environnement et des générations futures.

L’idée serait donc d’éviter les systèmes exclusivement « tout climatisation » qui réchauffent les rues et qui ont un bilan carbone réel et de privilégier des stratégies intégrées, qui reposent d’abord sur des solutions de protection et de rafraîchissement sobres, autant que possibles passives. Une ville désirable enfin, parce que les transformations de la ville ne doivent pas seulement répondre à la contrainte du changement climatique. Elles doivent pouvoir créer des espaces que l’on a envie d’habiter, d’expérimenter avec de la convivialité, du lien social et un rapport équilibré avec la nature.

L’adaptation des villes à la chaleur ne peut donc pas être uniquement une affaire d’ingénieurs, ou même de chercheurs dans leur diversité académique. Elle doit être coconstruite avec les habitants, les élus, les concepteurs, les bailleurs et les professionnels de santé notamment. Pour cette raison, l’enseignement est aussi clé à mon sens. Il me semble donc essentiel de former les nouvelles générations pour qu’elles soient en mesure de penser tous ces enjeux de façon intégrée, compte tenu des défis qui se posent face à nous.

• Plan Climat Grand Lyon — https://plan-climat.grandlyon.com/download/2015-adaptation-socle-des-connaissances/
   
• Plan Climat Air Énergie territorial (PCAET) — Le Plan Climat Air Énergie territorial (PCAET) — La Métropole de Lyon
   
• https://librairie.ademe.fr/changement-climatique/4649-rafraichir-les-villes-9791029717475.html
   
• https://librairie.ademe.fr/changement-climatique/7401-diagnostic-de-la-surchauffe-urbaine-9791029723650.html