Le sol ne brûle pas, et ce n'est pas un miracle

À Médine, en été, l'air dépasse largement les quarante degrés. On marche pieds nus sur les esplanades de la mosquée du Prophète (paix et bénédiction d'Allah sur lui), et le sol reste praticable. Ce n'est pas un miracle, c'est un choix de pierre, et il repose sur deux propriétés mesurables.

Le problème, posé correctement

Une surface exposée au soleil chauffe. Une surface claire chauffe moins qu'une surface sombre, tout le monde le sait. Mais la clarté seule ne suffit pas à expliquer ce qui se passe ici, et c'est ce qui rend le sujet intéressant.

Ce qui compte pour un pied nu, ce n'est pas la quantité d'énergie reçue par le dallage, c'est la température de sa surface. Or celle-ci dépend de deux choses distinctes : la part du rayonnement que la pierre renvoie, et ce qu'elle fait du reste.

Une pierre peut très bien renvoyer beaucoup et rester brûlante, si le peu qu'elle absorbe stagne en surface. C'est exactement le piège que le marbre choisi ici évite.

Une pierre venue d'une île grecque

Les esplanades et les toitures sont couvertes de marbre blanc de Thassos, une île du nord de la mer Égée. La surface posée est de cent dix-sept mille mètres carrés.

Ce marbre n'est pas choisi pour sa blancheur seule. Il possède deux propriétés rares, et c'est leur combinaison qui règle le problème.

Première propriété : il renvoie l'essentiel

Sa réflectance solaire atteint environ quatre-vingt-cinq pour cent. Autrement dit, sur toute l'énergie qui arrive du soleil, l'écrasante majorité repart immédiatement.

C'est déjà considérable. Un revêtement urbain courant, un enrobé sombre par exemple, en renvoie une fraction très inférieure et transforme le reste en chaleur de surface. La différence entre les deux, pieds nus, n'est pas une nuance de confort, c'est la différence entre praticable et impraticable.

Seconde propriété : ce qu'il absorbe, il l'évacue

Reste les quinze pour cent qui entrent dans la pierre. C'est là que ce marbre se distingue.

Sa conductivité thermique est d'environ six watts par mètre-kelvin, contre environ trois pour un marbre blanc courant à quatre-vingt-quinze pour cent de calcite. Elle est donc à peu près double.

Une conductivité élevée peut sembler un défaut. Ici, c'est l'inverse. Elle signifie que la chaleur absorbée ne reste pas piégée dans les premiers millimètres, mais descend dans l'épaisseur du dallage et dans ce qu'il y a dessous. La surface se décharge au lieu de s'accumuler.

C'est la combinaison qui compte, et il faut insister : il renvoie l'essentiel, et il évacue vers le bas le peu qu'il prend. Ni l'une ni l'autre de ces propriétés, seule, ne produirait le résultat.

Pourquoi celui-là et pas un autre

L'explication tient à la structure du grain.

Le marbre de Thassos est fait de grands cristaux en plaquettes, de l'ordre de deux millimètres, et surtout orientés dans le même sens. Il est également presque pur.

Un matériau dont les cristaux sont gros, propres et alignés conduit mieux la chaleur qu'un matériau à grains fins et désordonnés, parce que l'énergie rencontre moins d'interfaces sur son chemin. C'est ce qui explique le facteur deux sur la conductivité, et c'est un fait de microstructure, pas une propriété magique de la pierre.

Ce que nous ne disons pas, et pourquoi

Il faut être explicite ici, parce que l'explication la plus répandue n'est pas celle que nous retenons.

On lit fréquemment que la fraîcheur du sol viendrait d'une absorption d'humidité pendant la nuit, restituée le jour par évaporation. Cette explication figure notamment dans une encyclopédie d'État.

Nous ne la reprenons pas, pour deux raisons. D'abord, elle n'apparaît dans aucune des deux études à comité de lecture sur lesquelles cet article s'appuie. Ensuite, le marbre est une roche à très faible porosité, ce qui rend le mécanisme peu probable en l'état.

Nous ne prétendons pas trancher définitivement. Nous disons ce que la littérature technique établit, et nous signalons ce qu'elle n'établit pas.

De même, aucune température de surface n'est donnée dans cet article ni dans la vidéo, tout simplement parce qu'aucune source consultée n'en fournit. Et les épaisseurs, les couches sous le dallage, les systèmes éventuels de circulation ne sont pas décrits : les chiffres qui circulent à ce sujet ne sont pas sourcés.

Les brumisateurs, et ce qu'ils font vraiment

Des brumisateurs équipent les esplanades. Il faut préciser leur rôle, parce qu'on le confond souvent avec celui du sol.

Ils rafraîchissent l'air, pas la pierre. Ce sont deux dispositifs distincts qui traitent deux problèmes distincts : l'un rend l'atmosphère supportable, l'autre rend le sol praticable. Attribuer au brumisateur la fraîcheur du dallage, c'est se tromper de mécanisme.

Ce que cela veut dire

Un sol qui ne brûle pas, ce n'est pas du confort. C'est ce qui rend l'esplanade utilisable.

C'est exactement le même raisonnement que celui du chapitre 1 sur les parasols. Dans les deux cas, un dispositif qu'on pourrait prendre pour un agrément est en réalité ce qui fabrique de la surface disponible. Sans ombre et sans un sol praticable, cent cinquante mille mètres carrés d'esplanade sont, aux heures chaudes, cent cinquante mille mètres carrés inutilisables.

Nos sources

Deux articles à comité de lecture fondent ce chapitre :

Investigating the Unique Thermal properties of Thassos marble, Journal of the Institution of Engineers (India), Springer, et Cool white marble pavement thermophysical assessment at Al Masjid Al-Haram, Construction and Building Materials, Elsevier. Ils établissent la réflectance solaire d'environ quatre-vingt-cinq pour cent, la conductivité d'environ six watts par mètre-kelvin contre environ trois pour un marbre blanc courant, et la microstructure en grands cristaux orientés.

La surface posée de cent dix-sept mille mètres carrés vient de l'agence de presse d'État, et le rôle des brumisateurs de l'encyclopédie d'État.

La suite de la série

Le chapitre 4 traite d'un autre choix de matière, plus visible et bien plus récent qu'on ne le croit.