Les végétaux jouent un rôle clé dans l’aménagement des villes, compte-tenu de leurs services écosystémiques, en particulier le rafraîchissement urbain et l’atténuation des îlots de chaleur, via l’évapotranspiration et l’ombrage. Les travaux les plus récents associent des équipes pluridisciplinaires du monde végétal, des sciences de l’imagerie et des espaces verts. Ils abordent désormais la résistance des arbres d’alignement à des conditions climatiques plus extrêmes.

CliSeTiCS ou la modélisation de la « rue canyon »

Le projet CliSeTiCS porte sur la quantification et la modélisation des services climatiques rendus par les arbres dans une rue canyon, une morphologie étroite et encaissée courante en ville. Il implique, d’une part, deux équipes – EPHor (environnement physique de la plante horticole) et Stragène (ex ARCH-E, écologie végétale) - de l’IRHS (institut de recherche en horticulture et semences) d’Angers (49) et, d’autre part, le LEE (laboratoire eau et environnement) de l’Université Gustave Eiffel (77).
Mené d’octobre 2018 à septembre 2021, il est coordonné par Pierre-Emmanuel Bournet, directeur de EPHor.

Le projet quantifie ces services écosystémiques sous différentes conditions climatiques, tout en évaluant les conséquences de restrictions hydriques. Des pommiers d’ornement ont été plantés dans une rue canyon équipée d’instruments de mesure et reproduite à l’échelle de 1/5ème (2 m de hauteur, 2 m de largeur, 16 m de long) sur le site d’Agrocampus Ouest-INH à Angers. Cette installation, unique en France, a été facilitée par la géométrie simple de la rue canyon.

Les mesures sont centrées sur les transferts d’eau dans l’ensemble sol-arbre-atmosphère ainsi que sur les transferts de chaleur entre les végétaux et leur environnement. Le modèle développé par EPHor s’appuie sur l’approche de type CFD (computational fluid dynamics) de climat distribué dans un espace donné, en s’appuyant sur son expérience sous serre.

CoolTrHyd, pour tester des conditions hydriques limitantes

CoolTrHyd est une thèse Cifre(1) sur le rafraîchissement par les arbres urbains en conditions de restriction hydriques (hausse des températures et diminution de la ressource en eau). Démarrée en mars 2021 et cofinancée par la ville de Paris et l’ANRT, elle est codirigée par P.E. Bournet de l’Unité de recherche EPHor et F. Rodriguez du laboratoire Lee.

Une double approche associe mesures expérimentales et modélisation numérique. CoolTrHyd va mobiliser les données acquises dans la rue canyon à Angers, en la complétant par une rangée extérieure d’arbres-témoins. La ville de Paris exploitera les données de terrain récoltées dans le cadre de son étude « arbres et climat » 2018-2021. A noter aussi que le modèle numérique développé dans CliSeTiCS sera adapté pour un usage prédictif. Testé dans la rue canyon à Angers, il sera transposé en dimension réelle dans une rue parisienne.

COOLTREES, résultats imminents

Un projet d’approche similaire pour le verdissement de la ville vient de se clôturer. COOLTREES (2017-2020) était porté par Plante & Cité avec comme partenaires l’Unité mixte de recherche PIAF (physique et physiologie intégratives de l’arbre fruitier et forestier) de l’INRAE/Université Clermont-Auvergne – UMR coordinatrice du projet -, l’UMR ICube (laboratoire des sciences de l’ingénieur, de l’informatique et de l’imagerie) du CNRS/Université de Strasbourg/Insa/Engees, et la ville de Strasbourg.

Le rôle des arbres dans le climat urbain a été relié à leurs caractéristiques structurelles et fonctionnelles, cette fois à trois échelles : l’arbre, la rue canyon, la ville. L’évapotranspiration et l’ombrage ont été évalués et modélisés pour le tilleul argenté.

L’ensemble de ces projets contribuent à affiner le choix des essences/gammes végétales dans un contexte de changement climatique en milieu urbain.

Voir aussi sur les sujets :

. « Des plantes au service de la ville », Lien horticole 1104 d’avril 2021 ;

Linda Kaluzny-Pinon

(1) Le dispositif de thèse Cifre (convention industrielle de formation par la recherche) est mis en œuvre par l’ANRT (association nationale recherche technologie), le réseau intersectoriel public-privé de la recherche française.