Cette recherche porte sur l'analyse diachronique des interactions entre les paramètres physiques du microclimat et les transformations urbaines. La démarche mise en œuvre prend appui sur deux investigations complémentaires : une approche historique visant à mettre au jour les savoir-faire et les interventions qui ont visé, depuis les premiers temps de l'urbanisme salubriste, l'amélioration de l'environnement urbain; et une exploration à caractère physique sur la quantification des effets microclimatiques des transformations urbaines. L'une et l'autre portent de manière privilégiée sur le centre ancien de Nantes. Des reconstitutions ont ainsi été effectuées sur la base des sources historiques disponibles et cinq états représentatifs ont été définis allant de la fin du XVIIe siècle à la moitié de XXe. Des simulations numériques ont ensuite été réalisées à l'aide du modèle climatologique TEB, développé par le CNRM de Toulouse. Le principal résultat de cette évaluation physique a été de constater une augmentation considérable des flux de chaleur, une croissance progressive de la température de l'air et des surfaces, une augmentation de la vitesse du vent, ainsi qu'une déshumidification importante des espaces de ce centre. Cette efficience des transformations urbaines sur le microclimat nous a permis d'établir des corrélations entre les principaux paramètres d'intervention sur la ville (ouverture des vides urbains et minéralisation) et les phénomènes micro climatiques urbains. Ces corrélations ont été ensuite exploitées pour construire un indicateur morphologique permettant la caractérisation du microclimat urbain dans un projet de transformation urbaine. La définition de cet indicateur s'appuie sur deux objectifs : le premier vise à dépasser une limite du modèle TEB constatée lors des modélisations, le deuxième concerne la prise en compte de la corrélation entre les transformations urbaines et le microclimat. L'utilisation du modèle climatologique TEB, qui repose sur le concept de « rue canyon » pour modéliser la troisième dimension des zones bâties, a nécessité en effet d'opérer une réduction importante de la complexité de la forme urbaine. Pour dépasser cette limite, qui n'est pas propre à ce seul modèle, l'indicateur proposé reprend la notion de gabarit liée au canyon, mais l'étend par une analyse multidirectionnelle à l'évaluation de l'ouverture du vide urbain. Cet indicateur appelé « ouverture directionnelle » est applicable à plusieurs échelles spatiales et permet une caractérisation synthétique de l'espace (rue, place, cours, quartier, ensemble bâti) et du microclimat urbain. Une comparaison avec quelques résultats de simulations effectuées avec des outils du CERMA a permis de constater une bonne caractérisation de l'ensoleillement et de la vue du ciel et d'observer des résultats intéressants quant à la caractérisation du vent. En conséquence, « l'ouverture directionnelle », qui devra être complétée par la définition des états de surface, s'avère un indicateur prometteur pour rendre compte des interactions entre les paramètres physiques et morphologiques qui spécifient les environnements urbains.