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Les arbres sont fréquemment mis en avant comme stratégie écologique pour atténuer les effets du réchauffement des villes sous l'effet entre autre de la densification des centres urbains, à tel point qu'ils sont souvent assimilés à des "climatiseurs". Dans la réalité de nombreuses campagnes de mesures de terrain révèlent d’un effet de « refroidissement » de l’air bien plus contenu que celui auquel on pourrait s'attendre. Bien entendu ceci ne remet nullement en question les innombrables et uniques autres services écosystémiques délivrés par la végétation.

De toute évidence il demeure des inconnues autour des échanges thermiques et gazeux de l’arbre qui sont directement conditionnées par les écoulements d’air au sein et autour de ce dernier ainsi que par d’autres, dont par exemple le fait que l’augmentation des températures et du stress hydrique en ville entrainent généralement une baisse du taux de transpiration des arbres ou, d’une manière générale, la vitalité du végétal.

L’expérimentation :

MERA est une étude exploratoire qui s’intéresse à mieux comprendre les mécanismes d’échanges hygrothermiques se produisant à l’interface entre l’arbre lui-même et son environnement proche.

Les principaux objectifs à l’origine de cette étude exploratoire sont :

• d’approfondir la connaissance concernant l’effet rafraîchissant de l’arbre

• de comprendre la zone d’influence spatiale (de perception) de l’effet « rafraîchissant »

• d’explorer des méthodes permettant de rendre visibles les mouvements convectifs gazeux générés par la présence d’un arbre.

Scientifiquement l’étude se situe à l’interface entre le monde de la biologie de l’arbre et celui de la microclimatologie urbaine. Une opportunité s’est créée avec des collègues de l’EPFL/WSL qui, intéressées par cette expérimentation développée par HEPIA, vont prendre en charge la mesure du flux d’eau dans l’arbre, alors qu’HEPIA développe les aspects microclimatiques. L’étude se base sur la mesure de terrain, rendue possible par la disponibilité de capteurs de précision de plus en plus petits, ainsi que par des dispositifs d’acquisition des mesures de grande capacité et résolution, spécialement pour le volet microclimat.

Objectif :

Mesurer l’évolution des grandeurs hygrothermiques au cœur et autour d’un arbre dans le but d’apporter une meilleure connaissance des échanges thermiques et hydriques en situation réelle et de l’apport en termes de confort climatique en fonction de son essence, des conditions environnementales et du climat.

Lieu :

Ville de Lancy, Place du 1^er Août.

Premiers résultats:

Fig. 1 : Montage expérimental utilisé pour tester plusieurs abris accueillant les capteurs microclimatiques durant l'été 2022 : (a) abris traditionnels (de type Young), (b) abri artisanal #1 développé par HEPIA, (c) anémomètre à ultrasons mesurant la vitesse et la direction du vent, (d) abri artisanal #2 développé par HEPIA, et (e) abri Rotronic de référence, tel qu'utilisé par MétéoSuisse. En bas, le site test de Lancy où huit Platanus hispanica ont été équipés de capteurs de flux de sève et deux poteaux équipés de micro-capteurs climatiques en utilisant l'abri #1 développé par HEPIA (b) durant l'été 2022. A droite : différence de température de l'air à 1,5 m à plusieurs hauteurs (3,5m, 5,5m, 8,5m et 12m) dans la canopée de l'arbre et à 2m du pied de l'arbre.

Equipe de projet:

Reto Camponovo, Prof. HES, HEPIA/LECEA, chef de projet

Peter Gallinelli, Prof. ass., chercheur, HEPIA/LECEA

Charlotte Grossiord, Dr. Prof., EPFL/WSL

Illan Bourgeois, Dr. chercheur, EPFL/WSL

Partenaires:

Projet soutenu par l’OCAN, Service du paysage et des forêts et la Ville de Lancy, Service de l’environnement