L’îlot de chaleur urbain (ICU) est un phénomène physique qui se développe à l’échelle locale et se manifeste par des températures plus élevées dans les espaces urbains centraux que dans les secteurs avoisinants. La formation de ces îlots peut être liée à la structure et la morphologie de la ville. La minéralisation des surfaces, l’orientation des rues et des bâtiments par rapport au soleil ou aux vents dominants, l’absence ou la présence d’espaces verts ou d’eaux de surface sont ainsi, avec les conditions météorologiques locales, des facteurs impactant le microclimat local. Enfin, les activités humaines telles que l’usage de la climatisation, les activités industrielles dégageant de la chaleur ou la circulation automobile sont aussi des facteurs d’aggravation des ICU.

Les informations climatiques sont produites par des modèles globaux ou régionaux de climat, au mieux à des résolutions de l'ordre de 12 km, qui ne représentent pas l'effet météorologique local des villes. Cependant, les agglomérations induisent un micro-climat particulier, l'îlot de chaleur urbain, qui peut atteindre 10°C pour de grandes agglomérations comme Paris, et conduire à des impacts (en température ou consommation d'énergie par exemple) très différents de ceux estimés directement par les modèles de climat actuels. Afin de caractériser la variabilité et estimer les incertitudes des projections climatiques actuelles et concevoir des méthodes de descente d'échelle novatrices adaptées à la ville, il convient donc de repousser les limites de la régionalisation climatique en utilisant des modèles de climat à échelle kilométrique, comme le modèle AROME-climat de Météo-France couplé au modèle de ville TEB.