Vagues de chaleur et hôpitaux : concevoir des établissements de santé capables de résister aux chaleurs extrêmes (Partie 3.2)

Cet article est le quatrième de la série de GBCE consacrée aux vagues de chaleur. Dans la Partie 1, nous avons expliqué pourquoi la chaleur extrême devient une réalité climatique durable et un risque croissant pour le secteur du bâtiment. Dans la Partie 2, nous avons exploré la manière dont les villes et les promoteurs peuvent y répondre grâce à une planification urbaine et une conception des bâtiments adaptées au climat. Dans la Partie 3.1, nous avons montré comment les bâtiments résidentiels doivent évoluer pour protéger leurs occupants face à la hausse des températures. Ce dernier article est consacré aux établissements de santé et explique pourquoi les hôpitaux doivent atteindre un niveau de résilience encore plus élevé afin de protéger les patients, le personnel et les services critiques lors des épisodes prolongés de chaleur extrême.

Aperçu de la série

Partie 1 – Jusqu'à la prochaine vague de chaleur

Partie 2 – Nos villes peuvent-elles survivre à la prochaine vague de chaleur ?

Partie 3.1 – Vagues de chaleur et bâtiments résidentiels : concevoir des logements résilients face aux chaleurs extrêmes

Partie 3.2 – Vagues de chaleur et hôpitaux : concevoir des établissements de santé résilients face aux chaleurs extrêmes

Quand le bâtiment qui sauve des vies ne résiste plus à la chaleur

D'ici la fin du siècle, un hôpital sur douze dans le monde, dont un sur seize aux États-Unis, pourrait être confronté à un risque élevé de fermeture partielle ou totale en raison d'événements climatiques extrêmes. Pour un hôpital, une vague de chaleur n'est pas simplement une question de confort. C'est un véritable test de résistance opérationnelle qui survient précisément au moment où les besoins des patients atteignent leur maximum.

Contrairement à la plupart des autres types de bâtiments, les hôpitaux ne peuvent ni fermer, ni être évacués, ni suspendre leurs activités lorsque les conditions deviennent dangereuses. Ils doivent continuer à accueillir des patients, réaliser des interventions chirurgicales et assurer les soins critiques, quelles que soient les conditions extérieures ou intérieures. Cette exigence redéfinit la notion même de résilience appliquée aux établissements de santé.

Les hôpitaux sont confrontés à un risque thermique particulier

Les hôpitaux produisent eux-mêmes d'importantes charges thermiques internes. L'occupation permanente des locaux, la forte densité d'équipements médicaux, les processus de stérilisation et l'éclairage fonctionnant vingt-quatre heures sur vingt-quatre génèrent une quantité importante de chaleur, indépendamment des conditions météorologiques. Lorsque cette chaleur interne s'ajoute à une vague de chaleur extérieure, les systèmes de refroidissement sont soumis à une pression continue, précisément au moment où le nombre de patients et les besoins cliniques augmentent.

Les vagues de chaleur révèlent également une faiblesse dans la manière dont de nombreux hôpitaux abordent la résilience énergétique. Les groupes électrogènes de secours sont généralement dimensionnés pour maintenir les systèmes vitaux et les équipements médicaux essentiels, mais pas pour assurer le fonctionnement complet des installations de production d'eau glacée, de ventilation et de contrôle de l'humidité dans l'ensemble du bâtiment. Ainsi, un hôpital peut continuer à alimenter ses respirateurs tout en perdant le contrôle de la température intérieure lors d'une panne prolongée du réseau électrique.

Il ne s'agit pas d'un scénario théorique. Lors d'une vague de chaleur record en Californie, les groupes électrogènes de secours d'un grand hôpital sont tombés en panne, obligeant le personnel soignant à ventiler manuellement les patients en soins intensifs pendant qu'une évacuation était organisée.

Pourquoi la résilience thermique des hôpitaux est avant tout un enjeu de sécurité des patients

Par définition, les hôpitaux accueillent une concentration de personnes particulièrement vulnérables au stress thermique. Les personnes âgées, les nourrissons, les patients atteints de maladies chroniques ainsi que ceux en phase de récupération après une intervention chirurgicale ou une maladie aiguë régulent moins efficacement leur température corporelle. La marge d'erreur concernant les conditions intérieures est donc beaucoup plus faible que dans un bâtiment classique.

La chaleur extrême menace également la chaîne d'approvisionnement indispensable aux soins. Les vaccins, l'insuline et de nombreux autres médicaments doivent être conservés dans des plages de température très précises. Une exposition prolongée à la chaleur ou une défaillance du système de refroidissement peut compromettre leur efficacité. Les plans de préparation intègrent désormais de plus en plus le stockage des produits médicaux thermosensibles dans les stratégies de gestion des vagues de chaleur, plutôt que de le considérer comme une problématique secondaire.

Une panne électrique aggrave encore cette situation. Les respirateurs, les pompes à perfusion et les moniteurs cardiaques peuvent cesser de fonctionner en quelques minutes. Les services de réanimation et de néonatologie sont particulièrement vulnérables, leurs patients disposant de très peu de réserves physiologiques pour faire face à une interruption des systèmes essentiels.

Concevoir des hôpitaux capables de rester frais et pleinement opérationnels

La conception d'un hôpital résilient repose d'abord sur les mêmes principes passifs que pour tout autre bâtiment : une orientation adaptée, des protections solaires, une isolation performante et des vitrages à haute performance afin de limiter les apports solaires avant que les systèmes mécaniques ne soient sollicités.

Dans un établissement de santé, ces mesures doivent toutefois être complétées par un niveau élevé de redondance de tous les systèmes critiques.

Les infrastructures de refroidissement et d'alimentation électrique doivent être dimensionnées et réparties de manière à maintenir la production d'eau glacée, la ventilation et le contrôle de l'humidité dans l'ensemble des services critiques, et pas uniquement sur les circuits de sécurité, lors d'une interruption prolongée du réseau électrique. Une planification coordonnée entre les groupes frigorifiques, les groupes électrogènes et les réseaux de distribution permet de combler les faiblesses que de nombreux établissements ne découvrent qu'au moment d'une défaillance.

Comme pour les bâtiments résidentiels et tertiaires, les hôpitaux doivent être conçus à partir des projections climatiques futures plutôt que des données météorologiques historiques. Les établissements construits aujourd'hui devront rester pleinement opérationnels pendant des étés bien plus chauds que ceux sur lesquels reposaient les hypothèses de conception actuelles.

Adapter les hôpitaux existants aux chaleurs extrêmes

La grande majorité des hôpitaux qui accueilleront des patients en 2050 existent déjà. La rénovation constitue donc un pilier essentiel de l'adaptation au changement climatique.

Si les nouveaux établissements peuvent intégrer la résilience thermique dès leur conception, les hôpitaux existants nécessitent souvent des améliorations ciblées afin de rester sûrs et pleinement opérationnels lors des épisodes prolongés de chaleur.

Les priorités consistent notamment à améliorer l'isolation des toitures et des murs, installer des revêtements de toiture réfléchissants, remplacer les vitrages par des solutions plus performantes, ajouter des protections solaires extérieures et améliorer la ventilation naturelle dans les espaces non cliniques lorsque cela est possible.

Les systèmes de climatisation, les centrales de production d'eau glacée ainsi que les infrastructures électriques de secours doivent également être évalués et modernisés afin de garantir que les services critiques puissent maintenir des températures sûres en cas de chaleur extrême ou de défaillance du réseau.

En combinant des solutions passives avec des systèmes mécaniques et électriques résilients, les hôpitaux peuvent réduire leurs besoins en refroidissement, améliorer le confort des patients et du personnel, tout en renforçant leur capacité à assurer des soins continus dans un climat de plus en plus chaud.

Source : OMS – Climate Resilient and Environmentally Sustainable Health Care Facilities

Étude de cas – Nouvel hôpital : Khoo Teck Puat Hospital, Singapour

Le Khoo Teck Puat Hospital à Singapour illustre la manière dont les principes de conception bioclimatique peuvent être appliqués à un grand hôpital de soins aigus situé en climat tropical.

L'établissement a été conçu en fonction des vents dominants du site. Les bâtiments d'hospitalisation sont orientés pour capter les flux d'air naturels, tandis que des brise-soleil en aluminium et des réflecteurs de lumière limitent les apports solaires. Cette approche a permis de réduire d'environ 60 % le recours à la ventilation mécanique. Des cours en contrebas et une végétation abondante apportent également lumière naturelle et fraîcheur jusqu'aux niveaux inférieurs du bâtiment.

Le résultat est un hôpital qui considère la ventilation naturelle, les protections solaires et la végétation comme de véritables infrastructures de fonctionnement plutôt que comme de simples éléments esthétiques. Cette approche réduit la consommation d'énergie tout en créant un environnement plus calme, plus frais et plus agréable pour les patients, le personnel et les visiteurs.

Ce que les promoteurs et exploitants d'établissements de santé doivent faire dès aujourd'hui

La préparation aux vagues de chaleur ne peut plus relever uniquement des plans de gestion des situations d'urgence. Elle doit être intégrée à la conception même des établissements de santé.

Les promoteurs et exploitants devraient donner la priorité à cinq actions :

• Concevoir des systèmes de refroidissement et d'alimentation électrique redondants permettant le fonctionnement de l'ensemble de l'établissement, et pas uniquement des circuits de sécurité.

  
  

• Donner la priorité aux stratégies passives, à l'orientation des bâtiments et aux protections solaires afin de réduire les besoins de refroidissement avant d'augmenter la capacité des systèmes mécaniques.

  
  

• Intégrer le stockage des médicaments et produits médicaux sensibles à la température dans les plans de préparation aux vagues de chaleur.

  
  

• Évaluer la résilience des établissements à partir des projections climatiques futures plutôt que des données météorologiques historiques.

  
  

• Assurer une redondance des réseaux d'eau glacée, de ventilation et d'alimentation électrique dans l'ensemble des services critiques.

Ces mesures renforcent la sécurité des patients lorsque les conditions deviennent les plus critiques, tout en réduisant la consommation énergétique des établissements et en améliorant la résilience à long terme des infrastructures de santé face au changement climatique.

Conclusion

Les hôpitaux appartiennent à une catégorie de risque unique. Ils doivent continuer à fonctionner précisément lorsque les conditions sont les plus extrêmes, pour des patients qui disposent de la plus faible capacité à supporter une défaillance.

Concevoir des établissements de santé adaptés à un climat plus chaud n'est plus une amélioration optionnelle. C'est une extension directe du devoir de protection et de continuité des soins qui constitue la mission fondamentale du secteur de la santé.

Lire toute la série

Partie 1 – Jusqu'à la prochaine vague de chaleur

Partie 2 – Nos villes peuvent-elles survivre à la prochaine vague de chaleur ?

Partie 3.1 – Vagues de chaleur et bâtiments résidentiels : concevoir des logements résilients face aux chaleurs extrêmes

Partie 3.2 – Vagues de chaleur et hôpitaux : concevoir des établissements de santé résilients face aux chaleurs extrêmes

SOURCES

1. Constructing Climate-Resilient Hospitals: 6 Strategies for Healthcare Facilities, Healthcare Design Magazine — https://healthcaredesignmagazine.com/trends/constructing-climate-resilient-hospitals-6-strategies-for-healthcare-facilities/163512/

2. Designing Resilient Healthcare Facilities in an Era of Climate Uncertainty, CCR-Mag — https://ccr-mag.com/designing-resilient-healthcare-facilities-in-an-era-of-climate-uncertainty/

3. Designing Critical Facilities for a More Volatile Grid, ACHR News — https://www.achrnews.com/articles/166409-designing-critical-facilities-for-a-more-volatile-grid

4. Backup generators fail at San Jose hospital during blackouts, Fierce Healthcare — https://www.fiercehealthcare.com/providers/backup-generators-fail-northern-california-hospital-during-record-breaking-heatwave

5. Impact of Extreme Heat on Health Care Facilities, U.S. Climate Resilience Toolkit — https://toolkit.climate.gov/sites/default/files/Hazard_Extreme_Heat_3.0_0.pdf

6. Power security in hospitals: risks and emergency systems, Medica Trade Fair — https://www.medica-tradefair.com/en/media-news/spheres-of-medica-magazine/medtech-devices/power-security-hospitals

7. Typical and extreme weather datasets for studying the resilience of buildings to climate change and heatwaves, Scientific Data / PMC — https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11116384/

8. Khoo Teck Puat Hospital, Living Future — https://living-future.org/case-studies/award-winner-khoo-teck-puat-hospital/

9. Biophilic Design is King at This Singapore Hospital, gb&d Magazine — https://gbdmagazine.com/singapore-hospital/