Quels arbres sont les meilleurs pour purifier l'air de la ville ? Faits non évidents...

La présence de verdure dans notre voisinage immédiat est si évidente que presque personne ne s'interroge encore sur sa signification. En même temps, la verdure est quelque chose de bien plus important que la simple décoration. Les plantes, en particulier les arbres, ont un effet très positif sur la qualité de l'air qui nous entoure. Dans leurs processus de vie, ils consomment du dioxyde de carbone et produisent de l'oxygène - ce qui affecte positivement le climat urbain de diverses manières. Ils apportent de l'ombrage et limitent l'échauffement des surfaces bétonnées, ils accumulent l'humidité et contrôlent son évaporation. En conséquence, non seulement l'humidité de l'air augmente, mais aussi le bien-être des personnes. De plus, les arbres modèrent la vitesse du vent, filtrent les poussières et même les polluants gazeux dans l'atmosphère de la ville.

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Diverses nuances de vert urbain

Certaines plantes émettent des composés organiques volatils qui agissent eux-mêmes comme une sorte de polluant atmosphérique. D'autres provoquent des allergies. Il y a aussi des arbres avec des cimes si denses qu'elles forment une forte barrière au vent. En conséquence, les gaz d'échappement ne peuvent pas être évacués et s'accumulent dans les tunnels routiers. Selon les recherches, la capacité des arbres à filtrer l'air dépend clairement de l'espèce. On peut dire que planter les mauvaises espèces d'arbres peut causer plus de problèmes qu'auparavant.

La concentration de poussières, d'oxydes et de dioxyde d'azote, d'hydrocarbures aromatiques polycycliques ou de composés organiques volatils dans les zones boisées des parcs et des rues peut être plus élevée que dans les zones ouvertes. D'autre part, l'utilisation de la composition correcte des espèces par les urbanistes peut contribuer de manière significative à réduire la pollution de l'air dans la ville.

Les voitures empoisonnent l'air, alors les architectes urbains plantent des arbres qui collectent des substances nocives sur leurs feuilles et purifient l'atmosphère. Les arbres et les arbustes sont les poumons verts des villes, mais ils ne peuvent miraculeusement transformer le smog en un air cristallin. En fait, la méthode la plus efficace pour réduire la pollution de l'air en ville est de réduire la circulation automobile. Il ne suffit pas de planter quelques arbres n'importe où pour aider les citadins.

Green is better - l'influence positive des arbres et arbustes sur le climat de la ville

La présence de plantes vertes dans les centres-villes denses est souvent le gage d'un cadre de vie plus vivable. Les fonctions suivantes des arbres et arbustes peuvent contribuer au bien-être des résidents :

• Qualité de l'air - filtrage des particules de poussière et des polluants gazeux.
• Microclimat - limitation des extrêmes de température en ombrageant et en augmentant l'humidité de l'air : l'air est plus frais et plus agréable.
• Gestion de l'eau - accumuler de l'eau et atténuer les précipitations excessives et réduire le déficit hydrique pendant la sécheresse.
• Économie d'énergie - réduction des pertes de chaleur (brise-vent) et réduction du besoin de refroidissement (ombrage).
• Augmenter la valeur de la propriété - la verdure à proximité de la propriété augmente sa valeur.
• Santé physique et mentale - possibilité de mouvement et de détente, plus grande identification des résidents avec leur environnement.
• Biodiversité - créer un environnement vivant pour de nombreux organismes différents.
• Changer le paysage - séparation de la circulation et des bâtiments, décoration spatiale esthétique des rues, des quartiers résidentiels et des équipements publics.
• Organisation de la circulation - la verdure sépare l'espace de communication de la ville.

Qualité de l'air et santé des habitants de la ville

L'air contient toute une gamme de particules gazeuses et solides. Certains d'entre eux sont nocifs pour notre santé, d'autres non. Les particules et l'ozone sont les plus nocifs. La poussière peut être nocive pour le système cardiovasculaire et le système respiratoire. Il est également suspecté d'être cancérigène. Des particules fines sont inhalées dans les poumons et peuvent provoquer une inflammation et un empoisonnement. Alors que notre corps dispose de divers mécanismes de défense contre les particules plus grosses, les poussières très fines ne rencontrent aucun filtre naturel. Il peut être transporté avec la circulation sanguine vers le cœur, le foie et d'autres organes et même pénétrer dans le cerveau.

Les particules fines en suspension dans l'air de moins de 10 m de diamètre, qu'elles soient d'origine naturelle ou causées par l'activité humaine, présentent le plus grand risque pour la santé. Approximativement, on peut supposer que dans une agglomération urbaine, 25 % de ces poussières proviennent des gaz d'échappement et sont projetées dans l'air à la suite du trafic routier local. 25 % supplémentaires sont dus à la pollution atmosphérique de fond en milieu urbain et la moitié restante provient de sources plus éloignées, dont environ 8 % proviennent également des transports. Dans les rues à trafic particulièrement dense, environ 50 % des poussières en suspension peuvent être attribuées aux véhicules.

Outre la poussière, le trafic routier est une source de fortes concentrations d'autres substances nocives qui polluent l'air. Il s'agit notamment de l'oxyde d'azote et du dioxyde d'azote ainsi que des composés organiques volatils dans les gaz d'échappement des véhicules. De plus, l'ozone se forme à partir des oxydes d'azote et des composés organiques des gaz d'échappement sous l'influence de la lumière solaire. La forte concentration d'ozone en été, associée à la poussière, pose un grave risque pour la santé. Si vous cherchez des faits plus amusants, consultez aussi cet article sur les arbres malades et mourants.

La verdure urbaine comme filtre à air

Toutes les plantes filtrent la poussière et les polluants atmosphériques gazeux, mais certaines plantes sont plus efficaces que d'autres. L'efficacité de filtrage de l'air des arbres, arbustes et espaces verts plats dépend de nombreux facteurs. La taille des particules de poussière, la taille et la structure des limbes, les conditions d'émission et de propagation des polluants jouent un rôle important. Ce n'est qu'en raison d'un chauffage de l'air plus faible que la turbulence de la poussière diminue, et en raison de l'humidité de l'air plus élevée, les particules de poussière deviennent plus lourdes et se déposent sur la masse verte. La feuille forme une sorte de filtre sur lequel la poussière se dépose et peut être rincée à la prochaine pluie. Pour cette raison, la teneur en poussière de l'air dans un parc spacieux n'est souvent qu'un sixième de celle du centre-ville bâti.

De nombreuses études ont été menées sur le fonctionnement des arbres comme filtres à air. En général, deux effets de leur fonctionnement peuvent être distingués :

• Effet direct - les limbes des feuilles peuvent s'accumuler pendant la saison de croissance ou les éliminer grâce aux structures de surface autonettoyantes. L'auto-nettoyage des feuilles par agglomération de particules provoque également la précipitation de fines poussières. De plus, les feuilles sont capables de lier les polluants gazeux de l'air.
• Effet indirect - les communautés végétales modifient le cours des courants d'air. Ceci influence la concentration locale, la répartition et la précipitation des poussières et des polluants atmosphériques, et permet également de réduire significativement les effets du phénomène nocif.

Les particules gazeuses polluantes de l'arbre peuvent être absorbées par les stomates ou accumulées dans l'épithélium (cuticule) couvrant toutes les parties aériennes non ligneuses des plantes. Les oxydes d'azote et l'ozone sont absorbés principalement par les stomates des feuilles. Pour un grand nombre de composés organiques volatils, tels que les PCB, les dioxines et les furanes, la cuticule est le site d'absorption le plus important. L'absorption de ces substances par l'épithélium de la plante a l'avantage de pouvoir également se dérouler la nuit lorsque les stomates sont fermés. Après avoir pénétré l'épithélium, les composés organiques volatils sont transférés à l'intérieur de la feuille. Les feuilles avec une cuticule épaisse sont bien meilleures pour éliminer la contamination organique.

En raison du mouvement de l'air, de la poussière fine se retrouve sur les feuilles. Lorsque des particules de poussière entrent en contact avec le limbe, elles sont attirées électrostatiquement par celui-ci. Les feuilles velues ou rugueuses renforcent cet effet. Le degré d'humidité et la viscosité du limbe ainsi que la densité de la couronne entière exercent également une grande influence sur le potentiel d'accumulation de poussière. Les particules solides ne pénètrent pas profondément dans les feuilles, mais restent à la surface extérieure de l'arbre - sur les feuilles, les branches, le tronc. Au cours de l'année, en fonction des propriétés de surface, les feuilles accumulent de plus en plus de poussière. Certaines des particules capturées restent jusqu'à la chute automnale des feuilles, tandis que d'autres se séparent du limbe sous l'influence du vent fort ou sont emportées par la pluie.

Le contact direct des polluants de l'air avec la surface des feuilles est décisif pour la haute efficacité de filtration de certains arbres. Dans le cas d'arbres à cime ouverte, aérée, un peu poreuse, un grand nombre de feuilles entrent en contact avec de l'air pollué. Même les feuilles au centre de la couronne sont soufflées à l'air ambiant. Si un arbre fortement ramifié forme un dôme de couronne dense, une grande quantité d'air traverse le fond sans être nettoyé. De plus, il s'agit de la zone proche du sol dans laquelle résident les gens.

Les ailes des arbres avec des couronnes denses et coupe-vent créent un effet tunnel, rendant le nettoyage et l'échange d'air difficiles. Pour éviter cela, il est recommandé de laisser des espaces libres dans les allées fermées par des couronnes pour permettre à l'air de circuler. Le bon choix des essences d'arbres est également important : les arbres au feuillage dense et lisse, comme les châtaigniers ou les platanes, ont souvent des surfaces ressemblant à des murs qui sont plus aptes à bloquer la circulation de l'air qu'à la filtrer. A proximité immédiate des arbres très ramifiés, il est avantageux de créer des buissons et des pelouses lâches afin de lier la poussière déposée sous les arbres et l'empêcher de re-tourbillonner. Outre cette fonction importante de purification de l'air, les espaces verts des pelouses et des plates-bandes sont très utiles pour empêcher le ruissellement des eaux de pluie et stocker l'humidité, ce qui assure ensuite une plus grande humidité de l'air et une fraîcheur agréable dans l'espace de la rue.

Les arbres de la ville comme régulateurs de la température et de l'humidité de l'air

Les arbres peuvent influencer directement le climat local. L'effet d'ombrage des surfaces fermées, telles que les toits, les routes, les places, joue ici un rôle important. En regardant le bilan énergétique, vous pouvez clairement voir l'effet d'atténuation des arbres sur le climat urbain. En règle générale, environ 60% de l'énergie du soleil tombant sur la feuille est utilisée pour évaporer l'eau.

Ce refroidissement par transpiration est nettement ressenti lors des journées chaudes et peut être mis en évidence par des mesures. Par exemple, à une hauteur de 2 mètres sous une avenue bordée d'arbres, la température est d'environ 6°C plus basse à midi qu'une rue sans arbres. Comme seulement environ 30 % de la lumière solaire incidente traverse la feuille, l'effet d'ombrage est distinct. De plus, les feuilles réfléchissent environ 8 % de l'énergie solaire, ce qui accentue encore le degré d'échauffement des surfaces non boisées.

Le microclimat de l'environnement immédiat des arbres urbains est amélioré non seulement par la réduction des apports d'énergie thermique, mais aussi par l'évaporation active de l'eau, qui augmente l'humidité de l'air local. Un arbre de rue cultivé et viable retourne 50 à 70 l d'eau au cours du processus d'assimilation quotidien. La taille de la portion de vapeur d'eau dépend fortement de l'espèce végétale, car elle est liée à la surface totale des feuilles et à leurs propriétés.

Les arbres de la ville comme producteurs d'oxygène

Il est bien connu que les arbres utilisent le dioxyde de carbone de l'atmosphère environnante par photosynthèse et produisent donc de l'oxygène. Cependant, il n'y a pas de chiffres exacts qui décriraient ces processus. Les quantités d'oxygène produites par les arbres individuels sont basées sur des estimations qui, en outre, dépendent d'un grand nombre de facteurs différents.

Afin de présenter visuellement l'ampleur de la consommation de dioxyde de carbone et de la production d'oxygène, un exemple est donné d'un hêtre autonome et sain d'une hauteur de 20 m et d'un diamètre de couronne d'environ 12 m. On a supposé que la surface foliaire (plus de 600 000) correspond à dix fois la surface sous-canopée de l'arbre. On estime qu'un jour d'été un tel arbre traite environ 18 kg de dioxyde de carbone et le transforme, entre autres, en dans 13 kg d'oxygène. Dans le même temps, les environs de l'arbre sont humidifiés, car environ 400 l d'eau sont évaporés par les feuilles de la cime.

Les estimations sont basées sur une journée d'été ensoleillée et un arbre adulte en bonne santé avec un feuillage complet. En moyenne, pendant une journée de l'année, un tel arbre émet environ 4 à 5 kg d'oxygène, tout en consommant environ 6 à 7 kg de dioxyde de carbone.

Bien sûr, cette quantité d'oxygène produite par un seul arbre est impressionnante, mais en fait elle n'a pas d'importance dans ce cas particulier. On peut dire que la production d'oxygène par les arbres de la ville pour l'approvisionnement des habitants est totalement hors de propos, puisque les énormes ressources de cet élément dans l'atmosphère terrestre sont, pourrait-on dire, constant. Même en hiver, lorsque l'assimilation n'a pas lieu et que la consommation d'oxygène due à la combustion du carburant est importante, la différence est pratiquement inexistante. Ainsi, lorsqu'on liste les effets positifs des arbres dans l'espace urbain, il ne faut pas se concentrer sur la production d'oxygène, mais plutôt sur la fonction de filtrage des poussières, l'effet de la régulation du climat et des courants d'air, et l'impact psychologique de la verdure sur le bien-être.

Suppression du bruit par les arbres de la ville

Outre la poussière de l'air, le bruit est la plus grande nuisance pour les citadins. Plus de 60 % des personnes considèrent le bruit, en particulier le bruit de la circulation, comme une sérieuse limitation de la qualité de vie. C'est là qu'est née l'idée d'utiliser les arbres de la ville pour supprimer activement le bruit de la rue. Malheureusement, la réduction du bruit mesurable par des arbres individuels ou même des avenues à deux rangées est en réalité négligeable.

Il s'avère que la suppression du bruit communément attribuée aux arbres ou aux haies étroites a une dimension principalement visuelle et psychologique. Le principal effet des plantations le long des routes et des rues est un apaisement psychologique : un bruit invisible est moins gênant qu'une source non obstruée de bruits désagréables.

Les types et espèces d'arbres et d'arbustes qui assainissent le mieux l'air

Des plantes qui nettoient le mieux l'air de la poussière et des oxydes d'azote

• Lierre - Hedera
• Pin noir - Pinus noir
• Pin sylvestre - Pinus silvestris
• Cis - Taxus
• Marronnier d'Inde - Aesculus hippocastanum
• Hêtre européen - Fagus sylvatica
• Frêne de Pennsylvanie - Fraxinus pennsylvanica
• Févier d'Amérique - Gleditsia triacanthos
• Prune - Prunus
• Rowan - Sorbus
• Tilleul à petites feuilles - Tilia cordata
• Orme - Ulmus
• Charme - Carpinus betulus
• Épine de feu - Pyracantha
• Bouleau verruqueux - Betula pendula
• Bouleau noir - Betula noire
• Pommier - Malus
• Perle japonaise - Sophora japonica

Plantes peu utiles pour la purification de l'air

Certains types et espèces de plantes, en raison de la structure de leurs feuilles et d'autres propriétés, sont mal adaptés au rôle des filtres à air en ville. Certains d'entre eux non seulement captent mal les poussières et absorbent de petites quantités de polluants gazeux, mais émettent également eux-mêmes des composés organiques volatils et abaissent peu (ou pas du tout) la concentration d'ozone dans l'air. Il s'agit, entre autres :

• Mahonia - Mahonia
• Ginkgo biloba - Ginkgo biloba
• Pâte à tartiner - Koelreuteria paniculata
• Chêne pédonculé - Quercus robur
• Tilleul hollandais - Tilia x europaea
• Magnolia du Japon - Magnolia kobus

Une ville verte et propre nécessite une planification globale. La sélection des espèces végétales est particulièrement importante lorsqu'il s'agit d'améliorer la qualité de l'air sur le long terme. Lors du choix des arbres et arbustes pour créer des plantations urbaines, il faut suivre le principe : « le bon vert au bon endroit ». L'air de la ville contient beaucoup de substances nocives. En choisissant les bonnes espèces végétales, d'une part, et en les disposant ou en les disposant de manière appropriée, ainsi que par des soins constants, d'autre part, vous pouvez améliorer considérablement le climat urbain. Un avantage supplémentaire de la planification intégrée du développement urbain est la réalisation, voire le développement, de la diversité des espèces dans notre voisinage immédiat. La ville deviendra plus variée, verte et plus belle.