Rôles des arbres

« Donnez-moi un arbre et je sauverai le monde » nous dit Francis HALLE, botaniste. auteur du Plaidoyer pour l’arbre (Actes Sud, 2005)

La capacité des arbres à absorber le dioxyde de carbone est bien connue et joue un rôle fondamental dans la lutte contre le changement climatique. Mais leur rôle ne s’arrête pas là : ils sont aussi capables d’absorber d’autres composés chimiques aériens. Et nous apportent tant de belles choses.

Les arbres sont de bons filtres à air, mais il a été difficile de le quantifier. Une étude de l’Université de Lancaster, au Royaume-Uni, a tenté de le faire. Ce qu’ils ont trouvé est très intéressant, et sera une raison supplémentaire de chérir un peu plus nos arbres.

Les scientifiques ont commencé par mesurer la quantité de pollution de l’air qui pénètre dans 8 maisons à Lancaster en utilisant des dispositifs de surveillance de la poussière et en la récoltant sur les surfaces pour l’analyser avec la rémanence magnétique, une technique qui fournit des informations sur les concentrations de particules contenant du fer. 
Ensuite, l’équipe a placé un mur/ écran de 30 jeunes bouleaux verruqueux dans des jardinières en bois en face de quatre maisons, pendant 13 jours.

L’analyse de la poussière des huit maisons a montré que celles disposant d’un écran d’arbres avaient des concentrations de 52 à 65 % inférieures en particules métalliques.

En examinant les feuilles des bouleaux verruqueux avec un microscope électronique à balayage (image d’entête et ci-dessous), les chercheurs ont confirmé que la surface des feuilles velues avait piégé des particules métalliques.

Comme celles récoltées à l’intérieur des maisons, ces particules métalliques sont probablement le produit de la combustion et de l’usure des freins des véhicules qui passent. Des travaux antérieurs ont indiqué une forte corrélation entre la quantité de matière identifiée par rémanence magnétique et le benzo(a)pyrène, un hydrocarbure aromatique polycyclique très cancérogène présent dans les particules.

Image tirée de l’étude : au microscope électronique à balayage, des particules de matière capturées par une feuille de bouleau verruqueux.

Filtration par les arbres

Tous les arbres, toutes les plantes éliminent la poussière et la pollution gazeuse présentes dans l’air. Le dépôt de la poussière de l’atmosphère sur un bois est de 2 à 16 fois plus important que sur une végétation basse.

Des chercheurs américains démontrent que les arbres en milieu urbain absorbent des tonnes de toutes sortes d’éléments pollués (Nowak, 1995). Une étude récente pour la ville d’Anvers a démontré que les pointes de concentration d’ozone sont moins élevées de 8 % là où il y a des arbres par rapport aux endroits où il n’y en a pas (Benefits of Urban Green Space; www.vito.be/bugs).

Manière dont les arbres influencent la qualité de l’air :

1 Effets directs : élimination effective des particules de poussière et de la pollution gazeuse par les feuilles ;

2 Effets indirects : modification de la vitesse du vent et des turbulences et par conséquent, des concentrations locales de pollution par l’influence de la dispersion de la pollution.

Capture de différents types de pollution par les feuilles.

Type de Pollution

Mécanisme

Caractéristiques des feuilles les plus appropriées

Ozone, dioxyde d’azote

Absorption

Feuilles plates et larges des feuillus

Composés organiques volatils

(PCB, dioxines, furanes)

Absorption

Couche épaisse et cireuse (cuticule) sur la feuille, surtout chez les conifères

Particules de poussière (PM10)

Contact

Forme pointue comme les épines des conifères.

Feuilles rugueuses, velues et adhésives des arbres feuillus.

La manière dont les feuilles absorbent la pollution dépend du type de pollution.

Les feuilles sont essentielles pour l’élimination effective de la pollution. Les troncs, les branches et les tiges des arbres et des arbustes sont importants pour la suppression des particules de poussières. Ainsi, les pollutions gazeuses comme les oxydes d’azote et l’ozone sont absorbées dans la partie intérieure de la feuille, tandis que les particules de poussière sont fixées sur la surface extérieure de la feuille.

Capture des polluants

Les plantes sont capables d’absorber les composants gazeux, tant par les stomates des feuilles que par les cuticules.

Processus d’absorption.

Chaque feuille possède un grand réseau de cavités internes en contact avec l’air extérieur par les stomates. A partir de ces cavités, le dioxyde de carbone est absorbé dans les cellules de la feuille, l’oxygène et l’eau sont diffusés dans l’air environnant. Les cavités augmentent la surface de la feuille et la capacité d’échange gazeux devient de ce fait énorme. Chez le hêtre adulte par exemple, cette surface interne atteint environ 15.000 m2, ce qui équivaut pratiquement à la superficie de deux terrains de football !

« Au cours de la saison, les feuilles vont contenir de plus en plus de particules de poussière (Figure 3). Un arbre de ville, jeune sujet récemment planté, en capture en moyenne environ 100 grammes nets par an. Un arbre adulte peut en capturer pratiquement 1,4 kg net par an. »

Forêts urbaines / Mini-forêts

2 conceptions de forêts urbaines peuvent coexister en ville.

La particularité de ces 2 tours BOSCO, à MILAN : abriter sur les balcons de chaque façade une véritable forêt d’arbres et d’arbustes, sans oublier insectes et oiseaux.

Presque 900 arbres, mais aussi des milliers d’arbustes et de petites plantes ont été cultivés dans des pépinières avant d’être hissés par une grue avec leur motte de terre jusqu’à leur balcon de destination. Parmi eux, des chênes verts, des noisetiers de Turquie, des hêtres, des frênes et des oliviers, mais aussi des pruniers, cerisiers et pommiers qui ont eu une floraison féerique au printemps. Les essences ont été sélectionnées suivant plusieurs critères, comme l’absence d’allergènes, d’épines, la résistance au vent, aux parasites, le maintien de leur forme après élagage, ou encore leur pouvoir anti-polluant par la fixation des micro-poussières présentes dans l’air.

Ces façades qui rappellent dans leur simplicité fantasque un dessin d’enfant, cachent bon nombre d’innovations technologiques et de solutions ad hoc mises au point pour accueillir et faire perdurer cette forêt urbaine. Les balcons, beaucoup plus larges que la normale (3,5 m de profondeur) bénéficient de soutiens en acier renforcé et sont équipés de bacs à terreau d’une capacité de 5 m³ chacun. Les parapets mesurent 1,30 m. Un système de grillage électro soudé et de sangles maintient les plantes en place discrètement, en cas de coups de vent. La résistance des plantes aux rafales du vent a d’ailleurs été testée en soufflerie d’abord au Politecnico de Milan et puis à l’International Hurricane Center (IHRC) basé en Floride. L’irrigation, autre point clé de la réussite du projet, est centralisée et automatisée. Elle puise dans l’eau usagée du circuit de climatisation.

Pour lutter contre les parasites, les pucerons notamment, plus de 1.200 coccinelles (Adalia bipunctata) ont été relâchées sur les tours au mois de mai, ainsi que des papillons. Le projet prévoit aussi des nids et mangeoires pour chauves-souris. L’interaction entre les habitants des appartements et leur arbres est drastiquement réduite, les plantes étant gérées par la copropriété. Non seulement les locataires n’auront pas à les arroser, mais ils ne devront pas les tailler non plus, car des équipes d’arboriculteurs interviendront quelques dix fois par an à l’aide de cordes et de grues pour l’élagage, et depuis l’intérieur des appartements pour la manutention.

Dans l’esprit des concepteurs, les heureux occupants des lieux ont juste à profiter de l’oxygène, de l’ombre et de l’assainissement de l’air assurés par l’épais rideau végétal. Mais les amoureux des plantes sauront-ils s’abstenir de tailler et de donner de l’engrais à leurs colocataires verdoyants, au risque de les endommager ? Et quel rapport les occupants entretiendront-ils avec les oiseaux, les chauves-souris, les abeilles, les moustiques et la micro-population de Bosco verticale ? C’est ce que devrait révéler un documentaire que la chaîne anglaise BBC a commencé à tourner en avril en plaçant des caméras sur la tour UniCredit juste en face, pendant deux ans, avec l’accord des familles déjà installées dans les appartements.

Bosco verticale est doté de panneaux solaires et exploite l’énergie géothermique. Si le concept d’un immeuble écologique qui maîtrise sa consommation énergétique n’est pas nouveau, ce projet de poumons verts verticaux est intéressant par la collaboration étroite développée entre architectes et botanistes, et l’exploration de nouvelles formes de synergie.

 Akira Miyawaki. est « jeune » Japonais de 90 ans qui s’intéresse depuis toujours à la botanique et à la nécessité de préserver les forêts primaires. 

Il a étudié un concept appelé végétation potentielle naturelle (« senzai shizen shokusei » en japonais) et élaboré dans la foulée de ses recherches la meilleure manière de replanter des arbres indigènes afin de reconstituer ces forêts primaires.

Les arbres indigènes, adaptés au terroir local, ont des racines plus profondes, ils sont plus stables et peuvent résister aux conditions environnementales les plus extrêmes. Les forêts composées de ce genre d’arbres sont donc de vraies forêts pour le botaniste japonais, car leur végétation suit les règles de la nature, en coexistence et en compétition… des règles en vigueur sur Terre depuis plus de 4 milliards d’années !

La méthode élaborée par le botaniste japonais Akira Miyawaki est plus coûteuse en termes de préparation, parce qu’il faut étudier minutieusement la zone à reboiser, se procurer les graines des espèces indigènes, faire germer ces graines en pépinière et préparer le substrat de manière à ce qu’il puisse accueillir de manière optimale les arbres indigènes… mais une fois les jeunes pousses replantées, plus aucun suivi ou entretien n’est nécessaire. En 20 à 30 ans, la forêt primaire reprend ses droits, alors qu’il faut entre 200 et 300 ans pour reboiser une région avec les techniques traditionnelles.

La « méthode Miyawaki » a fait des adeptes dans de nombreux autres pays ! Rien qu’au Japon, elle a été appliquée avec succès sur plus de 1300 sites, allant de temples shintoïstes à des usines sidérurgiques en passant des forêts le long des côtes pour protéger les villes des tsunamis. Comme quoi, l’être humain peut apprendre de ses erreurs… La méthode du botaniste japonais a également inspiré de nombreux autres gouvernements à travers le monde, surtout en Asie du Sud-Est, mais aussi dans la forêt amazonienne au Brésil et sur les côtes du Chili. Et chez nous aussi ! Les pionniers belges en la matière s’appellent « Urban Forests » et ont déjà mené a bien plusieurs campagnes de reforestation dans des zoning industriels wallons.

Au total, on estime à 40 millions le nombre d’arbres plantés dans le monde selon la méthode élaborée par Akira Miyawaki.

L'exemple de SINGAPOUR

L'exemple de PARIS

RÔLES FONDAMENTAUX DE L'ARBRE DANS LA VILLE

D'après un travail réalisé par l'association SOS Longchamp

1 homme adulte consomme environ 700 g d’ O2 par jour, soit 225 kg par an, 

1 arbre moyen en produit 15 à 30 kg, il faut environ 10 arbres pour oxygéner un homme.

On absorbe environ 10 m3 d’air par jour (entre 12 et 15 m3/j).

Il faut éviter de couper les arbres LE MOINS POSSIBLE car le CO2 repart dans l’atmosphère

RÔLES PHYSIOLOGIQUES : « PURIFICATEURS, EPURATEURS D’AIR »

PHOTOSYNTHESE :  

  • absorption du CO2et, sous l’action de la lumière casse la molécule, fixe le C et rejette I’O2 dans l’air. Un arbre feuillu de 15 m de haut occupe une surface de 200 ha (Monaco).
  • PUITS DE CARBONE : 1 Tonne de Carbone / m3 de bois formé, 20 à 50 % de la Matière Sèche est constituée de CO2.
  •  

TRANSPIRATION :

  • rejet d’H2O dans l’air. Un Chêne adulte puise dans le sol et rejette environ 300 à 400 l/jour d’eau dans l’air. C’est un véritable « brumisateur »

CHALEUR :

  • Véritables « CLIMATISEURS NATURELS » : 1 zone boisée de 50 m² peut faire baisser la T° de 3 à 5°C et augmenter le taux d’humidité de 50 %. Les arbres peuvent faire baisser de 20°C la T° des immeubles et limitent les frais de climatisation. Lors de la canicule de 2003, les effets ont été constatés dans tous les Parcs.

BRUIT :

  • Un talus planté de 30 m de long et de 15 m de haut réduit le bruit de 6 à 8 dB(A)(sensation de diminution de bruit de 30 à 40 %).

POUSSIERES :

  • Un arbre peut capter environ 7 000 à 9 000 particules en suspension par litre d’air (20 Kg / an). Il piège les métaux lourds : Plomb, Manganèse, suies industrielles, Oxydes d’azote et de Souffre, Ozone …). Certains polluants peuvent être néfastes pour l’arbre (ex : le Fluor, le Benzène).

RÉTENTION DES EAUX DE PLUIE ET AMÉLIORATION DE LA QUALITE DES EAUX SOUTERRAINES :

  • Par les feuilles et les racines, l’arbre stabilise les les sols et en empêche l’érosion (20 à 30 %). Un peuplement de feuillus peut capter 21 % des eaux de pluie.

BRISE-VENT :

  • Divise par 2 la force des vents sur 10 à 20 fois sa hauteur, diminue les frais de chauffage. Provence : Mistral > 200 j / an.

BIODIVERSITÉ :

  • Assure la nourriture et zone de reproduction pour de nombreux oiseaux et animaux. On trouve plus de 1000 habitants dans l’écosystème d’un Chêne (Champignons, lichens, fougères, insectes, vers, petits mammifères, oiseaux, …). Les arbres assurent 50 % de la biodiversité terrestre.

RÔLES ESTHÉTIQUES :

  • Par ces formes, ses couleurs, ses volumes, … l’arbre adoucit les lignes austères des bâtiments.
  • Il met en valeur des sites remarquables, il prolonge les perspectives des grandes avenues (Bd Longhchamp, Bd Michelet, les Prado, …).
  • Élément de transition entre les bâtiments, entre les zones urbanisées, …

RÔLE SOCIAL :

  • Les zones boisées sont des lieux de rencontres, de jeux, où l’on fait de l’exercice physique …(Squares, Places, Placettes, Marchés …).
  • Lieux de villégiature pour les enfants des écoles de quartier qui ne peuvent partir en vacances.
  • Apporte le Calme et la Sérénité
  • Outil pédagogique

RÔLE ÉCONOMIQUE :

  • « Si nous divisions par deux le rythme de la déforestation d’ici 2030, les réductions de CO2 allégeraient de 2600 milliards d’euros le coût du réchauffement. L’érosion de tous les écosystèmes terrestres-forêts, sols ou encore zones maritimes- nous fait perdre entre 1350 et 3100 milliards d’euros chaque année. Cette invisibilité économique des écosystèmes, explique Pavan SUKHDEEV (économiste indien), a mené à la crise écologique »
  • Plus proche de nous, économies substantielles en chauffage ou climatisation.
  • Il met en valeur la ville. On préfère venir habiter dans une ville arborée, verte que dans une ville grise …
  • Il donne une valeur ajoutée au Patrimoine.
  • Les grandes villes européennes font des efforts : ex BERLIN 3.4 Millions d’arbres, 30 % de la ville en Espaces Verts (2500 Espaces Verts, une forêt en plein centre ville !)