Villes fraîches : améliorer le microclimat urbain grâce aux systèmes de façades végétalisées, par Sanda Lenzholzer et Maricruz Solera Jimenez

Alors que nos villes sont confrontées aux défis toujours plus grands posés par les îlots de chaleur urbains et le changement climatique, des solutions innovantes voient le jour pour atténuer les effets de la hausse des températures. L’une de ces solutions, qui gagne en popularité, consiste à intégrer des systèmes de façades végétalisées dans les paysages urbains. Ces murs végétaux apportent non seulement une valeur esthétique, mais offrent également toute une série d’avantages environnementaux, notamment le rafraîchissement des microclimats urbains.

Dans une récente interview, nous avons eu le privilège de nous entretenir avec deux chercheurs réputés à la pointe de ce domaine : le professeur Sanda Lenzholzer, professeur titulaire à l’université de Wageningen, et Maricruz Solera Jimenez, doctorante et chercheuse dans le cadre du projet de doctorat industriel européen SOLOCLIM à l’université de Wageningen.

Image credit Cool Roof Rating Council

Réchauffement climatique et îlots de chaleur urbains

La hausse des températures sur Terre représente une menace grave pour notre écosystème et la société humaine. À mesure que les températures continuent d’augmenter, nous assistons à une augmentation inquiétante des phénomènes météorologiques extrêmes tels que les vagues de chaleur, les sécheresses et les tempêtes violentes. Ces changements ont un impact dévastateur sur l’agriculture et la biodiversité et peuvent entraîner des pénuries d’eau et de nourriture, ainsi que des migrations forcées de populations.

Dans les villes, le phénomène connu sous le nom d’« effet d’îlot de chaleur urbain » est exacerbé par le réchauffement climatique. L’urbanisation, l’asphalte et le béton absorbent la chaleur pendant la journée et la libèrent lentement pendant la nuit, ce qui fait que les zones urbaines restent beaucoup plus chaudes que les zones rurales environnantes. Cela entraîne toute une série de problèmes, notamment des risques pour la santé tels que les maladies liées à la chaleur, la défaillance des infrastructures et l’augmentation de la consommation d’énergie pour le refroidissement. De plus, l’effet d’îlot de chaleur urbain peut exacerber les inégalités sociales, car les communautés vulnérables, telles que les personnes âgées et les groupes à faibles revenus, sont souvent les plus touchées par les chaleurs extrêmes.

Il est évident que le réchauffement climatique et l’effet d’îlot de chaleur urbain sont des problèmes urgents qui nécessitent une attention et des mesures sérieuses, tant au niveau local que mondial. Nous devons nous engager à mettre en œuvre des solutions durables, telles que le verdissement des zones urbaines, la réduction de notre dépendance aux combustibles fossiles et la prise de mesures pour atténuer le changement climatique et nous adapter à l’évolution des conditions.

Révéler le potentiel de refroidissement des systèmes de murs végétaux

Les études novatrices de Maricruz Solera Jimenez mettent en évidence les remarquables capacités de refroidissement des systèmes de façades végétales, soulignant leur potentiel pour atténuer les îlots de chaleur urbains. Ses recherches révèlent que ces murs végétaux peuvent réduire considérablement les températures, mais il est essentiel de tenir compte des distinctions clés entre la température de surface et la température de l’air.

Les études de Maricruz démontrent que les systèmes de façades végétalisées peuvent réduire les températures de surface jusqu’à 12 degrés Celsius à Londres. De plus, les systèmes de façades végétalisées pourraient réduire la température ambiante jusqu’à 4,1 degrés Celsius à Londres et 5 degrés Celsius en Allemagne à courte distance du mur végétal.

« Plus la surface de la façade végétalisée est grande, plus l’effet de refroidissement est important. C’est l’effet cumulatif qui compte.. » – Sanda

La science derrière les systèmes de façades végétalisées

Les plantes assurent un rafraîchissement grâce à un processus appelé évapotranspiration. Ce processus consiste en la libération de vapeur d’eau par les stomates des feuilles dans l’air ambiant. Le processus d’évaporation nécessite l’énergie de l’air ambiant, ce qui tempère la température de l’air. De plus, les plantes fournissent de l’ombre, ce qui réduit la quantité de lumière solaire directe atteignant les surfaces telles que les trottoirs et les bâtiments, abaissant ainsi davantage les températures. La combinaison de l’évapotranspiration et de l’ombrage contribue à atténuer l’effet d’îlot de chaleur urbain et à créer un microclimat plus agréable dans les zones urbaines.

Cet effet peut être mieux obtenu avec un système de façade végétalisée qu’avec un système au sol. Cela s’explique par la présence d’un substrat sur le mur et par le fait que la densité des plantes est généralement plus élevée dans un système de façade végétalisée. Cette densité plus élevée et la diversité des plantes maximisent la surface disponible pour l’évapotranspiration, ce qui renforce l’effet de refroidissement. De plus, la végétation des systèmes de façade végétalisée ombrage les surfaces exposées au soleil, contribuant ainsi à réduire davantage la température dans les environnements urbains.

Maricruz souligne qu’outre la densité et la variété des espèces végétales, les composants (tels que les bacs à plantes) du système de façade végétalisée jouent un rôle important dans la régulation de la température.

« La conception du système influence le refroidissement en été et le chauffage en hiver grâce à sa structure multicouche. » – Maricruz

Les avantages thermiques des systèmes de façades végétalisées tout au long de l’année

S’il est largement reconnu que les systèmes de façades végétalisées offrent des avantages en matière de refroidissement pendant les mois d’été étouffants, leur impact va bien au-delà de simples ajustements saisonniers. L’étude de Maricruz Solera Jimenez souligne que les systèmes de façades végétalisées peuvent augmenter les températures de 0,4 °C en moyenne par rapport à un mur nu, la nuit en hiver.

L’un des facteurs clés contribuant à cette fonctionnalité tout au long de l’année est la construction en couches des systèmes de façades végétalisées. Ces systèmes, composés de structures, de bacs à plantes et de couches de substrat, assurent l’isolation des bâtiments, maintenant la température intérieure quelle que soit la météo extérieure. Cette isolation offre une solution durable pour réduire les coûts de chauffage et la consommation d’énergie en maintenant des températures plus fraîches en été et en emprisonnant la chaleur en hiver.

Maricruz souligne l’impact des façades végétalisées extérieures sur la température intérieure, en déclarant :

« Les façades végétalisées extérieures réduisent également la vitesse du vent, ce qui a une incidence sur l’intérieur du bâtiment. Elles n’ont donc pas seulement un impact sur l’extérieur, mais aussi une influence significative sur l’environnement intérieur. »

Image credit: Prof. Sanda Lenzholzer et Maricruz Solera Jimenez

À propos du professeur Sanda Lenzholzer et de Maricruz Solera Jimenez

L’intérêt de Maricruz pour la durabilité et les systèmes de murs végétaux est né de ses diverses expériences dans le domaine de l’architecture. Elle a travaillé sur divers projets, notamment des programmes immobiliers et des établissements de santé, et a toujours été fascinée par le potentiel des systèmes de murs végétaux pour améliorer le climat urbain.

Elle est rejointe dans cette conversation par le professeur Sanda Lenzholzer, dont la brillante carrière couvre les domaines de l’architecture paysagère, de l’urbanisme et des sciences climatiques. En tant que titulaire de la chaire d’architecture paysagère à l’université de Wageningen, chercheuse principale à l’Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions (AMS) et professeure invitée à l’École polytechnique de Milan, Sanda apporte une riche expertise à la discussion. Son travail pionnier dans le domaine de l’urbanisme axé sur le climat, illustré par son livre acclamé « Weather in the City », souligne l’importance cruciale de l’intersection entre la recherche et la pratique dans la conception d’environnements urbains durables.

Ensemble, leurs réflexions promettent de mettre en lumière les effets profonds que les systèmes de façades végétalisées peuvent avoir sur les microclimats urbains et leurs implications plus larges pour le développement urbain durable.