Les arbres et le réchauffement en milieu urbain .

L'arbre en ville: d'un rôle ornemental à une fonction de régulateur du climat.

Depuis l'Antiquité, dans les villes et villages des régions chaudes, les humains ont pris en considération le besoin vital de fraîcheur dans l'organisation des constructions, les matériaux employés, l'aménagement de placettes arborées et de jardins pour satisfaire le besoin vital de fraicheur. 

Depuis le début du 20 ième siècle, on assiste à une croissance urbaine continue.

Aujourd'hui en France, 80% de la population est urbaine dont 50% vit dans une unité urbaine de plus de 100 000 habitants.

 

Le réchauffement climatique global, accompagné d'épisodes de fortes chaleurs estivales est maintenant constaté et reconnu comme problème majeur pour l'ensemble des habitants et particulièrement pour ceux des agglomérations urbaines où le réchauffement s'est amplifié et est devenu nocif pour la santé humaine.

Il devrait faire 4 à 5°C plus chaud en ville d'ici 2050 et on évoque la perspective de villes et de régions du globe qui deviendront invivables dans quelques décennies.  

L'élévation des températures en milieu urbain .

Agglomération de Paris. image Météo France

Quelque soient les villes, on a mesuré des écarts moyens de 2,5°C entre les centres villes et leur périphérie extra-urbaine . Ces écarts peuvent dépasser largement les 5°C pour des quartiers densément construits et lors de conditions anticycloniques .

Nous en connaissons les causes:

  - la densification des constructions avec destructions d'espaces végétalisés.

  - la minéralisation des sols; voies, parkings, places...

  - la nature des matériaux qui stockent de la chaleur.                    

  - une difficile circulation d'air entre les bâtiments. 

Depuis quelques années, des villes ont participé avec divers organismes comme le C.E.R.E.M.A (Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement urbain), à des mesures techniques à l'aide de capteurs.

Avec ces mesures, on peut établir une cartographie des îlots de chaleur urbains (I.C.U), pour évaluer l'impact des parcs sur les températures, et mettre en place des référentiels d'outils d'aide à la décision.

Les solutions préconisées peuvent se résumer en 3 groupes:

Des orientations durables pour la qualité de vie dans nos cités devront être prises sans attendre pour réduire le réchauffement climatique urbain .

    - solutions vertes : 

            - en préservant les espaces naturels existants et si nécessaire les densifier avec des plantations .

            - en transformant des surfaces minérales en surfaces perméables et partiellement        végétales.

            - en renforçant la plantation des espaces nus.

            - en créant des trames vertes sur le territoire urbain .

            - en travaillant à l'échelle du territoire  sur les espaces publics et privés .

    - solutions grises : 

               - en luttant contre l'imperméabilisation des sols, des villes ont entrepris la                végétalisation des cours d'écoles et la réduction des sols imperméables de voirie et parkings.

               - en mettant en oeuvre de nouveaux matériaux de construction absorbant moins la chaleur, comme le choix de toitures végétalisées et de matériaux plus clairs.

                - en repensant l'urbanisme avec une intégration des arbres dans les projets urbains, en intégrant les trames vertes et le zonage des eaux pluviales dans les P.L.Ui .

    - solutions douces :

                - en intervenant sur les comportements comme la réduction du trafic routier, de l'usage de la climatisation...

Solutions vertes. Le rôle des arbres.

Parmi les solutions présentées, la végétalisation des espaces n'est pas la plus couteuse ni la plus complexe à mettre en oeuvre, son efficacité est attestée et ses bénéfices peuvent  être ressentis rapidement par les habitants.

L'adaptation des arbres au milieu urbain.

Le milieu urbain est le plus souvent défavorable aux arbres qui doivent :

    - s'adapter à des ressources variables en lumière, richesse des sols, eau et humidité de l'air.

    - supporter les pollutions aériennes et celles des sols.

    - adapter leur développement racinaire avec les réseaux, les voiries, les bâtiments.

    - subir des contraintes dans leur développement par les bâtiments et les réseaux aériens.

Cependant, un grand nombre d' essences d'arbres et d'arbustes peuvent résister à ces contraintes, d'où l'importance d'apporter des informations sur les caractéristiques des végétaux, pour un choix pertinent des essences plantées. 

Les services rendus par les arbres :

   

 - le rôle paysager d'amélioration du cadre de vie.

    - la lutte contre les effets d'îlots de chaleur urbains.

    - l'absorption du CO2, gaz responsable du réchauffement climatique.

    - l'enrichissement de la biodiversité; insectes, oiseaux et vertébrés.

    - la protection acoustique.

    - l'amélioration de la qualité de l'air par fixation des pollutions.

    - l'amélioration de la structure des sols.

    - l'amélioration de l'infiltration des eaux pluviales dans les sols.

    - la production d'énergie renouvelable.

L'impact des arbres sur les températures urbaines et les îlots de chaleur.

Le processus de rafraîchissement créé par les arbres fait, dans quelques villes, l'objet de mesures techniques, essentiellement à l'aide de capteurs fixes ou mobiles, placés dans les parcs et dans les quartiers. Les mesures concernent la température, l'humidité relative, la vitesse et la direction des vents. 

Plusieurs villes comme celle de Nantes, de Clermont Ferrand, de Lille, de Nice ont cartographié les îlots de chaleur et les îlots de fraicheur, pour évaluer l'impact des parcs, des espaces boisés et de l'agencement des constructions sur les températures.

Le projet de recherches CoolParks qui regroupe ces données vise à devenir un outil d'aide à la décision pour optimiser l'apport de fraîcheur des parcs et espaces boisés.

L'effet rafraichissant des parcs sur les quartiers voisins est de l'ordre de plusieurs degrés, mais il n'est guère possible de donner des chiffres moyens car l'impact sur les températures dépend de la taille des espaces verts, de l' orientation des voies des quartiers par rapport aux vents, de la hauteur des bâtiments et d'autres facteurs.

D'où la nécessité d'avoir une démarche locale qui s'appuie sur des données chiffrées.

Comment agissent les arbres pour rafraîchir les températures ?.

L'ombrage:

    Les feuilles captent le rayonnement solaire atténuant le réchauffement des sols et des façades. Il a été montré qu'une augmentation de 10% de la couverture foliaire réduit la température de plus d' 1°C.

Cette donnée met en évidence l'importance du choix des essences, l'ombre du platane et du mûrier est de 80% alors que celle du tilleul est de 60% et celle du sophora de 40%.

L'évaporation:

   

 Les arbres évaporent chaque jour des grandes quantités d'eau par leur feuillage, plusieurs centaines de litres pour de grands arbres. Ce phénomène biologique a une grande incidence puisque cette transformation d'eau liquide en vapeur s'accompagne d'une baisse de la température de l'air.

Cette baisse est plus efficace si les sols ne manquent pas d'eau, d'où l'importance de la perméabilité des revêtements. Naturellement les arbres évaporent plus d'eau dans le milieu boisé d'un parc que sur le trottoir d'une avenue.

D'autres solutions avec le végétal:

  Les toitures végétalisées ont un effet important de réduction de la température de l'air extérieur et intérieure du bâtiment en comparaison des toitures classiques avec des matériaux comme le bardage en acier, l'ardoise ou la tuile. Par ailleurs, elle ne demandent pas d'apport d'eau et leur entretien est réduit.

La végétalisation des façades réduit le réchauffement des murs de bâtiments, leur mise en oeuvre reste plus complexe, avec un choix de plantes précis qui nécessitent des apports d'eau.

 

La façon de concevoir l'urbanisation a encore pour règle, la construction la plus dense des espaces non bâtis pour une rentabilité maximum de la surface au sol. 

La suppression des arbres et des espaces naturels est une des conséquences obligée de ce mode de pensée, tout comme le réchauffement des villes.

  

 Le besoin de réduire la hausse des températures urbaines est un problème global auquel il faut apporter des solutions locales, en repensant la façon de concevoir l'espace public pour une approche durable plutôt qu'une démarche mercantile.

De nombreux leviers sont à actionner, dont celui du végétal, encore trop considéré comme habillage et élément de décor.

 Il tient une place majeure dans notre santé et notre cadre de vie et doit retrouver une prépondérance dans la conception de l'urbanisme de nos cités.