Impact des arbres d’alignement sur le microclimat et le stress thermique humain en ville : effet des vagues de chaleur et des sécheresses

Impact of street trees on urban microclimate and human thermal stress : effect of heatwaves and droughts

• Auteur / Autrice : Julien Thierry
• Direction : Fabrice Rodriguez, Pierre-Emmanuel Bournet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l’Environnement
• Date : Soutenance le 22/05/2024
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal, Animal, Aliment, Mer, Environnement (Angers ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Recherche Environnement Physique de la plante Horticole / EPHOR
• Jury : Président / Présidente : Zahra Thomas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aude Lemonsu, Martin Seidl, Sophie Herpin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Bozonnet, Thierry Améglio

Mots clés

Mots clés libres

Ombrage

Transpiration

Bilan hydrique

Bilan radiatif

Essences d’arbre

Radiation interception

Tree transpiration

Water balance

Water restriction

Tree species

Résumé

Les surchauffes urbaines,additionnées aux vagues de chaleur dont la fréquence et l’intensité augmentent en raison du changement climatique, exposent les citadins à un stress thermique croissant. Les arbres d’alignement peuvent permettre d’atténuer ces surchauffes grâce à l’ombrage et la transpiration,deux phénomènes qui peuvent dépendre de leurs caractéristiques morphologiques et physiologiques. En parallèle, les périodes de sécheresse se multiplient et la capacité des arbres d’alignement à croître tout en maintenant des services climatiques importants dans des conditions chaudes et sèches est en jeu. Pour améliorer la compréhension des facteurs influant sur les bénéfices climatiques des arbres, une démarche de recherche basée sur la mesure des interactions le long du continuum sol-arbre atmosphère dans deux dispositifs expérimentaux complémentaires est proposée. D’un côté, une rue canyon à échelle 1/5èmepartiellement végétalisée avec des jeunes pommiers d’ornement (Malus Coccinella® ‘Courtarou’) en pot et irrigués située à Angers(France) a été instrumentée pour quantifier les effets sur le microclimat d’arbres soumis à différentes disponibilités en eau. De l’autre, une campagne de mesures in-situ du microclimat dans et autour de la couronne de 36 arbres d’alignement adultes de 9 essences différentes répartis sur 5 sites dans Paris (France) a été menée. L’analyse croisée de ces deux dispositifs fournit une vue d’ensemble des sources de variabilité des bénéfices climatiques et propose aux aménageurs une meilleure compréhension des liens entre la résistance à la sécheresse des arbres d’alignement et leur pouvoir de réduction du stress thermiquehumain.

Cities are characterized by an urban overheating which, combined to more frequent and intense heatwaves caused by climate change, expose the city dwellers to an increasing human thermal stress. Street trees may partially mitigate overheating by means of cast shadows and transpiration, two processes which may depend on their morphological and physiological characteristics. At the same time, periods of severe water shortage are multiplying and the ability of street trees to thrive and maintain significant cooling benefits under heat and drought conditions is crucial. In order to improve the understanding of the factors influencing tree climatic benefits, a methodology based on the monitoring of the interactions along the soil-tree atmospherecontinuum in two complementary experimental facilities was developed. On the one hand, a 1/5 scale canyon street, partially planted with young potted drip-irrigated ornamental apple trees (Malus Coccinella® ‘Courtarou’) located in Angers, France was monitored to quantify the effect of street trees experiencing different water supplies on the microclimate. On the other hand, an in-situ monitoring of the microclimate inside and outside the canopy for 36 mature street trees from 9 different tree species located in 5 sites in Paris, France, was performed. On the basis of a detailed cross-analysis of these two experimental facilities, an integrated assessment of the street trees climatic benefits was proposed to explore the sources of variability of the climatic benefits provided by trees and help stakeholders understand the relationship between drought resistance and human thermal stress mitigation for different tree species.