Amélioration de la prise en compte des espaces extérieurs dans les outils d’écoconception de projets urbains 

Les villes, par définition, sont des pôles d’accumulation : de population, de bâtiments, de biens et de consommation (énergies, matières premières). Ces accumulations ont de multiples conséquences, sociales, techniques et environnementales. Pour répondre à ces enjeux, l’écoconception qui cherche à réduire les impacts environnementaux d’un produit ou d’un système sur l’ensemble de son cycle de vie est préconisée. Dans le cadre de l’écoconception, l’Analyse de Cycle de Vie (ACV) est choisie, car considérée comme la plus complète, la plus rigoureuse et la mieux adaptée à l’échelle du projet urbain. Au sein des projets urbains l’ACV s’est d’abord focalisée sur les bâtiments et ne traite que de manière simplifiée les espaces extérieurs. Pourtant, ces derniers font l’objet de nombreuses attentes : réduction des ilots de chaleur urbain, réduction du ruissellement, stockage carbone, etc. Cette thèse propose d’améliorer ces outils en développant des modèles plus précis pour évaluer ces composantes du quartier.

Un premier modèle a été conçu pour analyser l’impact environnemental des chaussées, depuis leur construction jusqu’à leur entretien. Il introduit des procédés habituellement absents des bases de données, permettant une évaluation plus complète. Son application à un quartier montre que les chaussées représentent moins de 3 % des impacts globaux, mais qu’il reste important d’en réduire l’empreinte dans un contexte où les interventions sur l’espace public se multiplient et doivent s’adapter au climat futur.

La recherche s’intéresse ensuite aux espaces verts, en particulier aux arbres urbains, vecteurs principaux de services écosystémiques en ville comme par exemple : la réduction du ruissellement, le stockage de carbone ou l’amélioration de la qualité de vie. Un modèle intégrant la croissance des arbres permet de mieux quantifier ces services et montre l’importance des arbres matures, dont la canopée peut être jusqu’à quatorze fois plus grande que celle des jeunes arbres. Appliqué au cas d’étude, le modèle révèle que les arbres ont des impacts environnementaux faible mais des bénéfices importants, comme l’interception d’environ 20 % des précipitations annuelles.

Enfin, un travail de compilation de données en open data a permis de constituer une base de plus de 300 000 arbres urbains en France. Elle a servi à élaborer des équations adaptées au contexte français pour mieux estimer la croissance et les caractéristiques des arbres. Cette base et les modèles développés ouvrent la voie à des outils plus complets pour accompagner les politiques urbaines, notamment en matière de choix de matériaux, d’implantation d’espaces verts ou de gestion du microclimat urbain.

Mots clefs : Projets urbains, ACV, Écoconception, Chaussée, Arbres urbains, Géodonnées