Les forêts verticales

Façade végétale, une longue histoire

C’est au nord de l’Ecosse sur le site archéologique de Skara Brae sur les îles des Orcades datant du 20ème siècle avant J.-C, que l’on peut découvrir les premières traces d’architectures végétalisées. Une épaisse couche de terre enherbée permettait la réalisation de façades et de toitures vertes étanches à l’air, à l’eau, ainsi que résistante au feu. Sa charpente était constituée de bois ayant un faible indice de détérioration dans le temps, telles des écorces de bois de bouleaux.
Ensuite, en 500 avant J.-C apparaît pour la première fois la notion de jardin suspendu avec les jardins les plus célèbres de l’antiquité, les jardins de Babylone aménagés par Nabuchodonosor. Ces jardins, irrigués par l’eau acheminée des montagnes, étaient constitués de plantes non indigènes suspendues telles que des vignes, des fruitiers (poiriers, pommiers, amandiers,…) ainsi que des fleurs et des arbustes. L’objectif était purement esthétique afin de recréer le paradis d’enfance de l’épouse de Nabuchodonosor II qui regrettait la verdure de son pays natal. L’objectif était donc de recréer des jardins en dehors de la terre. La végétation du sol naturel se retrouvait sur des terrasses portées par d’énormes voûtes.
Une culture botanique et esthétique s’est imposée peu à peu. La végétation reste présente au fil des époques mais de manières différentes. Les murs inclinés du Ziggurat de Nanna étaient recouverts entièrement de buissons et d’arbustes formant un grand ensemble unique de végétation (22ème siècle avant J.-C). Les marchands de Pompéi faisaient pousser des vignes sur leurs balcons. Les Vikings recouvraient les toits et les murs d’une tourbe alors que des jardins verticaux étaient réalisés dans le Mexique précolombien, en Russie et en France dans le milieu du deuxième millénaire.

PRÉSENTATION DU BOSCO VERTICALE

Le Bosco Verticale arbore l’une des façades les plus végétalisées jamais réalisée auparavant . Sa combinaison de plantes soigneusement sélectionnées permet la création d’un ensemble unique où les tonalités de verdures varient en fonction de la saison. Le projet a été inauguré en octobre 2014 à Milan dans la zone de Porta Nuova Isola. Cette réalisation de l’architecte Stefano Boeri est présentée comme la première forêt verticale du monde ayant pour objectif de proposer un nouveau format de biodiversité architecturale. Composée de deux tours de logements de 78 et 111,15 mètres de haut respectivement, elle abrite l’équivalent de 711 arbres, 5000 arbustes et 20 000 plantes qui correspondent approximativement à 20 000 mètres carrés de bois et de sous-bois. Les deux tours sont de hauteurs différentes mais possèdent la même caractéristique qui est un apport de végétation sur l’ensemble des étages. La tour E, de 111,15 mètres de haut est composée de 26 étages tandis que la tour D, de 78 mètres de haut est composée de 18 étages. La position des bâtiments est telle que les façades sont positionnées aux quatre points cardinaux. La surface moyenne d’un étage de la tour D est de 500 mètres carrés contre 660 mètres carrés pour la tour E. La dimension des appartements varie entre les étages mais on retrouve principalement des logements de deux à quatre personnes .Toute la végétation prend racine dans de grands pots situés à l’extérieur des terrasses qui sont elles-mêmes en porte à faux et accessibles depuis les appartements. Agissant sur l’ensemble du périmètre en relation avec les appartements, les plantes font l’effet d’un filtre entre l’environnement urbain extérieur et l’intérieur des tours. Cette enveloppe si particulière du projet vient de la création de son surnom de forêt verticale. Son dynamisme végétal est issu d’une combinaison de formes et de couleurs rigoureusement sélectionnées et réparties qui changent au fil des saisons de l’année. La couleur grisée du bâtiment permet une mise en valeur de ce filtre végétal qui assume plusieurs rôles au niveau architectural, sociétal et environnemental.

AVANTAGES DES MURS VÉGÉTAUX

Concevoir des projets architecturaux avec des apports de végétaux intégrés aux façades offre une multitude de bénéfices à de nombreux niveaux. Ces avantages, bien qu’ils restent assez semblables, varient en fonction de nombreux facteurs tels que la géométrie du bâtiment, les espèces végétales, la situation géographique,… Certains immeubles ont même dépassé la notion de bienfait à l’échelle du bâtiment en ayant des effets positifs à l’échelle urbaine. Le mur végétal peut donc être bénéfique pour les occupants du bâtiment ainsi que les habitants à proximité. C’est en tout cas ce que préconise le guide technique du Council on Tall Buildings and Urban habitat (CTBUH). Il définit ces avantages en deux classes distinctes : « l’échelle urbaine » et « l’échelle du bâtiment ».
Avantages à l’échelle urbaine : Réduction de l’effet d’îlot de chaleur urbain / atténuation de la température de l’air ; Amélioration de la qualité de l’air ; Séquestration du carbone ; Côté esthétique; Assurer la biodiversité et créer des habitats naturels pour les animaux.
Avantages à l’échelle du bâtiment : Bénéfique pour la santé ; Améliore l’énergie thermique du bâtiment ;  Qualité de l’air intérieur, filtration et oxygénation de l’air ; Protection des enveloppes ; Réduction des enveloppes ; Réduction du bruit ; Bénéfices liés à l’agriculture ; BVOC (Composé organique volatile) ;  Augmenter la valeur des biens ; Crédit de système de notation de la durabilité: Développement durable du site ; Efficacité de l’eau ; Energie et atmosphère ; Matériaux et ressources ; Amélioration de la qualité de l’environnement et de la conception ; Innovation dans le fonctionnement » .

AVANTAGES DE LA VÉGÉTATION

Suite à l’énonciation des problèmes majeurs où les enjeux se font principalement dans les villes, voici les avantages que le Bosco Verticale offre aux habitants et ses alentours au niveau environnemental, architectural et sociétal.

Avantages environnementaux

Réduction du phénomène d’îlot de chaleur urbain :Le phénomène d’îlot de chaleur urbain (ICU) peut être atténué en introduisant de la végétation au cœur des villes. Les parcs urbains, les toits verts et les façades vertes contribuent tous à la diminution de l’ICU. La végétation permet de créer un climat plus doux grâce à l’ombrage et à l’évapotranspiration. Ceux-ci augmentent l’humidité et protègent également les bâtiments du soleil et du vent. Une étude réalisée par Caithlin Ann Marugg en 2018  a démontré les effets positifs d’ICU qu’a le Bosco Verticale. Un relevé des températures a été pris sur trois sites différents à des moments précis de la journée. La station météorologique de Via Marche se trouve au nord du Bosco Verticale et la station météorologique Via Brera au sud.
Amélioration de la qualité de l’air :La pollution est l’une des plus grandes causes de mortalité dans le monde et fait donc effet d’ennemi numéro un. L’un des meilleurs moyens de lutter contre ce fléau est l’apport de végétation. Durant leur croissance, les plantes vont produire de l’oxygène par le biais de la photosynthèse et capter du CO2 ainsi qu’un grand nombre de particules polluantes présentes dans l’atmosphère. De nombreuses études prouvent que les plantes sont capables d’absorber près de la moitié des particules, les plus nocives pour nos poumons, qui sont présentes en ville.
Une autre étude a mis en évidence que les arbres sont plus efficaces que les toits et les murs végétalisés en matière d’absorption de polluants atmosphériques. Dans le cas du Bosco Verticale, qui se compose de plus de 700 arbres, cela accentue la qualité de l’air aux environs du bâtiment mais surtout pour ses habitants.
Absorption du dioxyde de carbone :En plus d’avoir des capacités bénéfiques pour capter des particules fines dans l’atmosphère, le mécanisme de photosynthèse des plantes leur permet de produire de l’oxygène. En effet, lors de la photosynthèse, les feuilles vertes vont capturer le dioxyde de carbone (CO2) présent dans l’atmosphère et relâcher en contrepartie du dioxygène (O2). L’air à proximité des arbres est donc plus pur. Les deux immeubles de respectivement 80 et 112 mètres, accueillent environ 20 000 arbres, arbustes et plantes. Ils peuvent à eux deux absorber l’équivalent de 19 tonnes de CO2 par an (Boeri, 2015). Au-delà de l’aspect esthétique recherché du bâtiment, l’autre priorité est son aspect écologique avec l’objectif d’absorber un maximum de CO2.
Forêt verticale :La création d’une forêt verticale est également une manière idéale pour faire face au manque de place en ville. Les surfaces dédiées aux espaces verts se faisant de plus en plus rares. L’intégration d’une forêt verticale permet le retour de grandes surfaces vertes sur un espace réduit. En terme de comparaison, la surface de végétation présente sur le Bosco Verticale est équivalente à deux hectares de forêts. Cependant, ceux-ci sont ici répartis sur une surface au sol de 1 500 m2, c’est-à-dire 0,15 hectare. Le gain de place non négligeable permet de rentabiliser la surface construite à plus de 1300% par rapport à un espace vert traditionnel.
Biodiversité :Le terme forêt verticale a pris tout son sens lorsque, quelques temps après la construction, les arbres ont commencé à être habités par des oiseaux et des insectes. Les différentes essences végétales ont créé des habitats bien spécifiques favorisant leur colonisation. Ce retour spontané de la vie animale en milieu urbain démontre la possibilité de la cohabitation des espèces animales et de l’homme. De plus, la biodiversité de cette surface verticale offre des conditions favorables à certaines plantes telles que des algues et des lichens qui viennent se développer dans les arbres. Tout un écosystème se met en place autour des activités humaines.

Avantages architecturaux

Isolation acoustique :Les plantes possèdent des qualités d’atténuation sonore qui sont utilisées ici pour faire office de barrière entre la vie urbaine et l’intérieur du bâtiment. La présence en masse de végétation permet une diminution de la perception du bruit venant de l’extérieur. Elle recrée des espaces relaxants et isolés en plein centre-ville.
Isolation thermique :Par l’ombrage que crée l’ensemble de la végétation, les plantes jouent un rôle important en terme d’isolation thermique. Elles permettent d’obtenir des températures plus basses que la température extérieure dans les logements.
Effet paravent :Par leur caractéristique de résistance élevée au vent, les arbres permettent de protéger les balcons des rafales de vent. Ces balcons, situés en hauteur, en subissent régulièrement les bourrasques.
Rétention d’eau :La présence abondante de végétation permet d’absorber de grandes quantités d’eau lors de pluies abondantes. À l’heure où les villes sont de plus en plus cimentées avec des gratte-ciel, les forêts verticales atténuent les problèmes d’inondation dans les centres-villes par une régulation des débits d’eau.
Humidité :Par le phénomène d’évapotranspiration, les arbres amènent de l’humidité dans l’air à proximité des balcons. De ce fait, l’air est moins sec et plus respirable pour l’ensemble des habitants.

Arbre béton

J’aimerais présenter un argument complémentaire à ceux déjà énumérés au sujet de l’idée absurde de vouloir planter des arbres en hauteur. J’estime qu’il est le plus important. C’est lors de la visualisation d’une image durant la construction du Bosco Verticale que j’ai eu le déclic. Ci-dessous, on peut y voir un arbre surélevé par une grue au milieu de deux énormes tours de béton. Elles sont grisâtres sans aucune âme alors que l’arbre est quant à lui coloré et rempli de vie. Cette photo, ci-dessous, met en évidence la face cachée de ces tours qui ont dû nécessiter énormément d’énergie et de matière première pour être construites. Il faut savoir qu’une majeure partie de la communication du Bosco Verticale et des futurs projets de Stefano Boeri vante leurs captations de CO2 et donc de dépollution de l’air en milieu urbain. Ces forêts verticales, à la lecture des articles communiqués par l’architecte Stefano Boeri ainsi que des articles de presse, paraissent comme une solution pour faire face à la pollution urbaine. C’est dans ce contexte que j’ai eu envie de tenter de prouver que ces tours n’ont rien d’écologique, que du contraire ! Bien que cette démarche ne pourra pas être fiable à cent pourcent, cela semble tout de même judicieux d’apporter plus d’informations au sujet de la captation de CO2. Car, s’il est vrai que les végétaux présents sur le Bosco Verticale absorbent une certaine quantité de CO2 , il ne faut pas négliger toute la mise en œuvre derrière l’édification d’un tel immeuble. Etant conscient que le milieu de la construction a de grandes responsabilités d’un point de vue de la pollution, le Bosco Verticale n’a pas échappé à la règle. En effet, alors que le béton est connu pour être en grande partie responsable des émissions du secteur du bâtiment, il est présent en masse dans le Bosco Verticale. Il est d’ailleurs presque entièrement construit en béton avec ses structures, ses dalles d’étages ainsi que ses balcons.
L’objectif de cette démarche est de s’intéresser aux balcons qui sont destinés à supporter l’ensemble de la végétation présente sur l’édifice. Elle aura pour but de calculer approximativement le taux de CO2 émis pour leur mise en place et de le comparer, par la suite, avec le taux d’absorption de CO2 que possède le Bosco Verticale grâce à sa forêt urbaine. Ayant des doutes sur la rentabilité du bâtiment avant même de commencer cette démarche, ceci permettra de savoir dans quelle échelle d’émission de CO2 le Bosco Verticale se trouve. Et donc, par conséquent, d’avoir une réponse quant à l’intérêt de créer des structures capables d’accueillir une forêt verticale en milieu urbain.

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Table des matières

1 Table des illustrations
Introduction
2.Méthodologie
Partie 1 Découverte
3 Première approche
4 Historique
4.1 Façade végétale, une longue histoire
5 Présentation du Bosco Verticale
6 Avantages des murs végétaux
7 Contextualisation des problèmes
7.1 Démographie
7.2 En ville
7.2.1 Ilot de chaleur urbain
7.2.2 Pollution dans l’air
7.2.3 Capacité biologique
7.3 Conclusion
8 Avantages de la végétation
8.1 Avantages environnementaux
8.1.1 Réduction du phénomène d’îlot de chaleur urbain
8.1.2 Amélioration de la qualité de l’air
8.1.3 Absorption du dioxyde de carbone
8.1.4 Forêt verticale
8.1.5 Biodiversité
8.2 Avantages architecturaux
8.2.1 Isolation acoustique
8.2.2 Isolation thermique
8.2.3 Effet paravent
8.2.4 Rétention d’eau
8.2.5 Humidité
8.3 Avantages sociaux
8.3.1 Bien-être
8.4 Conclusion
Partie 2 : Approfondissement
9 Seconde approche
10 Remise en question
10.1 Coûts
10.2 Nouvelle mode
10.2.1 Centre de réhabilitation, Stefano Boeri
10.2.2 Peruri 88, MVRDV
10.2.3 Le cinq, Neutelings Rieidjk Architects
10.2.4 Mise en commun
10.3 La place de l’arbre
10.3.1 Sa vie en altitude
10.3.2 Murs végétaux
10.4 Privatisation de la végétation
10.5 Rôle de la nature en ville
10.5.1 Isola Pepe Verde
10.5.2 Contrôle de la nature
10.6 Arbre béton
10.6.1 Réalisation d’un balcon type
10.6.1.1 Végétation par balcon
10.6.1.2 Emission de CO2 pour la construction des balcons
10.6.1.3 200 tours du monde
10.6.1.4 Analyse du résultat
10.7 Paradigme des voitures
10.8 Conclusion
Partie 3: Cas d’étude
11 Le pavillon des Pays-Bas à l’exposition universelle en 2000 par MVRDV
11.1 « Homme, Nature et Technologie ».
11.1.1 « La Hollande crée l’espace »
11.1.2 « Les Pays-Bas empilent les paysages »
11.2 Vision écologique
11.2.1 Après l’exposition
11.2.2 Pavillon Suisse
11.3 Conclusion
12 Désillusion
13 Bibliographie
14 Annexes

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