III. Végétation et pollution de l`air

8
#2
III. Végétation et pollution de l’air
Les polluants atmosphériques présents en ville sont
principalement liés aux véhicules, au chauffage des
bâtiments résidentiels et tertiaires, et aux activités
humaines. Il s’agit de polluants gazeux primaires
(oxydes d’azote, composés organiques volatils,
etc.), secondaires (ozone), mais aussi de particules
de diamètre variable (PM10, PM2,5 voire PM1). Les
interactions entre les polluants et les végétaux varient
selon le type de polluant. Les polluants qui ont fait
l’objet de plus de travaux publiés à ce jour sont le
dioxyde d’azote (NO2) et les particules.
Les polluants gazeux pénètrent majoritairement
dans les feuilles via les stomates, puis se diffusent
dans les espaces intercellulaires. Certains peuvent
s’accumuler sur les feuilles et y pénétrer ensuite ou
être dégradés par les microorganismes présents en
surface. Après accumulation dans les tissus foliaires,
selon leur nature, les polluants peuvent être stockés,
biodégradés ou métabolisés et éventuellement
exercer des effets toxiques sur les végétaux.
Les particules se déposent sur les feuilles par gravité
ou sous l’effet du vent. Elles peuvent être retenues
en surface grâce à la texture rugueuse des feuilles,
mais aussi grâce à la présence de poils et de cires sur
celles-ci. Par la suite, selon leur solubilité et leur taille,
certaines peuvent pénétrer à l’intérieur des feuilles
via la cuticule ou des blessures foliaires. D’autres
seront remises en suspension dans l’air, la végétation
n’étant alors qu’un site de rétention temporaire (Voir
schémas ci-contre).
L’entrée des polluants gazeux comme particulaires
est influencée par des paramètres environnementaux
(vent, température, humidité, lumière), les propriétés
physico-chimiques des polluants, ou encore les
caractéristiques végétales (espèce, âge, stade
physiologique, état sanitaire de la plante) qui agissent
sur les stomates et la surface foliaire.
Le dioxyde d’azote (NO2)
Des tests de fumigation en laboratoire sur plus
de 200 espèces végétales (herbacées sauvages,
cultivées, arbustes et arbres) classent le magnolia de
Kobé, le gommier blanc et le peuplier noir parmi les
espèces à forte capacité d’assimilation pour le NO2
et, selon les auteurs, sont de ce fait adaptées pour une
implantation dans les espaces verts près des routes.
Par modélisation, ils ont estimé que le recouvrement
des murs et des toits des bâtiments et des axes routiers
du bassin de Los Angeles avec du pétunia aboutirait
à l’assimilation de près de 16 000 tonnes de NO2 par
an, ce qui correspond à 3,1 % des émissions annuelles
liées au trafic routier dans cette zone12.
De façon générale, d’après les études, les arbres à
feuilles caduques auraient de plus fortes capacités
d’assimilation par rapport aux espèces à feuilles
pérennes, mais leur effet disparaitrait en hiver avec
la chute des feuilles. Les légumineuses, dont font
partie le robinier faux acacia ou le trèfle, présentent
un intérêt particulier lié à leur capacité à former
une symbiose avec des bactéries du sol du genre
Rhizobium. En effet, cette association confère aux
légumineuses la capacité de fixer l’azote de l’air au
sein de nodules racinaires, les bactéries permettant
de réduire l’azote atmosphérique en ammonium,
directement assimilable par les plantes. Notons que
dans ce cas, le piégeage se fait au niveau des
racines et non des feuilles.
Les toitures végétales pourraient jouer un rôle
complémentaire, des travaux de modélisation ayant
évalué que le recouvrement de 20 % des toitures des
locaux commerciaux et industriels de Détroit avec du
Sédum entraînerait une diminution des concentrations
de NO2 dans l’air de près de 900 tonnes par an13.
Les particules
Les conifères (pin, cyprès, épicéa) apparaissent
plus efficaces pour l’accumulation des particules
par rapport aux feuillus, en raison de leur surface
foliaire plus adhésive (cuticule plus importante) et de
leur grande surface spécifique pour les récupérer14.
Ceci est particulièrement vrai pour les plus grosses
particules (PM10). En revanche, les résultats divergent
en ce qui concerne les PM2,5 et les PM1, certaines
expérimentations menées sur le terrain confirmant que
le piégeage des fines particules est plus important par
les conifères, d’autres ne mettant pas en évidence
de différence nette entre conifères et feuillus (érable,
peuplier et alisier blanc)15. L’arrangement des feuilles
sur les arbres et leur quantité ont également une
influence, et il a été montré qu’un feuillage dense
mais restant suffisamment accessible (l’air doit pouvoir
circuler) favoriserait le piégeage des particules. Ainsi,
les valeurs optimales estimées sont respectivement
de 0,7 à 0,85 pour la densité du couvert végétal, et
de 0,25 à 0,33 pour la porosité du feuillage16.
Par ailleurs, certains auteurs ont estimé que 2000 m2
d’herbes non coupées sur une toiture végétale
pourraient piéger jusqu’à 4 tonnes de particules.
L’efficacité de piégeage par les toitures végétalisées
varie en fonction des espèces et de la croissance
des plantes, mais aussi de la concentration en
polluants et des conditions météorologiques. Ainsi,
elle sera plus importante au moment où les feuilles
des plantes seront complètement développées, et
plus faible lorsque celles-ci seront recouvertes d’eau
ou de neige17. Les plantes grimpantes sur les façades
des bâtiments pourraient aussi jouer un rôle, comme
le lierre qui est capable d’absorber les particules de
diamètre inférieur à 2,5 et 1 µm avec un rendement