Des arbres en ville pour améliorer la qualité de l’air : tout le monde ne fait pas la même chose. L'étude qui révèle les espèces les plus adaptées
À Pékin, certaines espèces urbaines libèrent beaucoup d'isoprène : avec la chaleur, le soleil et les NOx, elles peuvent augmenter la formation d'ozone troposphérique.
À Pékin, les arbres ne produisaient que 10 % du flux global de composés organiques volatils mesuré dans la ville. Les chercheurs ont ensuite regardé dans quelle mesure ces molécules étaient capables de réagir dans l'atmosphère : la végétation représentait plus de la moitié de la réactivité organique impliquée dans la production d'ozone. Peu d'émissions, chimiquement très agressif. Et les jours les plus chauds, leur poids augmentait encore plus.
C'est le résultat d'une étude publiée dans Avancées scientifiques par une équipe internationale dirigée par l'Université de Jinan, qui a mesuré directement les émissions de la végétation du centre de Pékin, puis comparé les résultats avec ceux d'autres villes. La conclusion requiert plus d'attention qu'un simple « certains arbres polluent » : les espèces choisies pour la verdure urbaine peuvent influencer la formation d'ozone troposphérique, notamment lorsque les températures augmentent.
Le problème s'appelle l'isoprène et il augmente avec la chaleur
Entre mai et juillet 2021, le groupe a installé un système de surveillance sur la plate-forme de 102 mètres de la tour météorologique de Pékin, parallèlement aux mesures effectuées dans le laboratoire situé à la base de la tour. L'objectif était d'observer la « respiration » chimique de la ville en conditions réelles, en évitant de s'appuyer uniquement sur les modèles avec lesquels les émissions des usines sont normalement estimées.
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Le composé qui ressort le plus fortement est l’isoprène, l’un des principaux COV biogènes produits par les plantes. En soi, parler des « émissions nocives des arbres » serait imprécis. L’affaire se produit quelques étapes plus tard : l’ozone au niveau du sol est formé par des réactions photochimiques impliquant des composés organiques volatils, des oxydes d’azote et la lumière du soleil. Le temps chaud accélère également les émissions d’isoprène de nombreuses espèces végétales. Cela crée une combinaison particulièrement efficace pendant les journées d’été les plus chaudes et les plus ensoleillées.
Nous parlons de l'ozone que nous respirons près du sol, donc quelque chose de complètement différent de la couche d'ozone qui nous protège des rayons ultraviolets. L'Organisation mondiale de la santé le considère comme l'un des principaux polluants atmosphériques : des concentrations élevées peuvent irriter les voies respiratoires, aggraver l'asthme et réduire la fonction pulmonaire.
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À Pékin, l'effet est particulièrement évident car environ 35 % des arbres urbains appartiennent à des espèces capables d'émettre de l'isoprène. Parmi ceux indiqués par les chercheurs figurent les saules et les peupliers, qui sont largement utilisés également parce qu'ils poussent rapidement et tolèrent bien les conditions urbaines. D'excellentes qualités pour une ville qui veut de l'ombre rapidement ; du point de vue de la chimie atmosphérique, certaines clauses sont écrites en petits caractères.
Deux villes également vertes peuvent avoir des émissions très différentes
Et c’est là que l’étude devient intéressante même en dehors de la Chine. En comparant les données sur les émissions, les inventaires d’arbres et la couverture végétale de plus de vingt villes, les chercheurs ont constaté des différences plus de dix fois supérieures dans les niveaux d’isoprène. La quantité de verdure à elle seule explique mal ces distances. La proportion d’arbres appartenant à des espèces hautement émissives a bien mieux fonctionné.
En d’autres termes, deux villes peuvent avoir une couverture arborée similaire et se comporter très différemment vis-à-vis de l’ozone. Les projections du modèle indiquent que des pressions comparables ou supérieures à celles observées à Pékin pourraient affecter plusieurs villes d’Asie et d’Océanie, où les stratégies de reboisement urbain incluent souvent des espèces à fortes émissions de COV. Il s’agit d’estimations de modèles, donc non de mesures directes réalisées dans chaque ville considérée.
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Pour l’Europe, le tableau décrit par les auteurs est différent de celui de la Chine. Thomas Karl, physicien de l'atmosphère à l'Université d'Innsbruck et co-auteur de l'étude, rapporte une présence beaucoup plus faible d'espèces d'isoprène hautement émissives dans les villes européennes. Diverses espèces indigènes libèrent à la place des monoterpènes, également impliqués dans la chimie de l'ozone, généralement rejetés en quantités moindres. Cela évite une généralisation plutôt commode : les « bons arbres » d’un côté et les « mauvais arbres » de l’autre n’existent pas. Les espèces, le climat, les quantités émises et le mélange de polluants déjà présents dans l'air comptent.
Aucune étude ne suggère d’abattre des arbres
Les auteurs eux-mêmes sont très explicites sur ce passage. Les résultats. L'ombre, le refroidissement, l'absorption de certains polluants, la gestion des eaux pluviales et l'habitat restent d'énormes avantages, surtout à mesure que les villes deviennent plus chaudes. La proposition est bien plus pratique : ajouter également le potentiel d'émission de COVB aux critères utilisés lors du choix de nouvelles plantes ou du remplacement d'arbres arrivés en fin de cycle de vie.
À Pékin, le remplacement progressif des espèces à fortes émissions par des espèces à faibles émissions dans seulement 10 % de la population d'arbres urbains pourrait réduire les émissions d'isoprène d'au moins 29 %, selon les simulations de l'étude. Progressivement, c'est à dire lors de travaux de rénovation normaux, sans passer par la tronçonneuse pour résoudre un problème de chimie atmosphérique.
Reste un composant sur lequel les arbres ont très peu leur mot à dire : les oxydes d’azote. La circulation routière et d'autres processus de combustion continuent de fournir des ingrédients essentiels à la production d'ozone, et les auteurs soulignent que la réduction des NOx reste cruciale. Le choix des espèces végétales peut soutenir ces politiques, notamment en période de canicule ; il peut difficilement les remplacer.
L’étude déplace ainsi de quelques centimètres une question que les villes ne cessent désormais de se poser. Planter combien d’arbres ? Certain. Cependant, quels arbres commencent à avoir autant d’importance. À Pékin, il suffisait de mesurer ce qui sortait réellement du feuillage pour se rendre compte que même une forêt urbaine possède sa propre chimie. Et cela vaut la peine de le savoir avant de commander des milliers de plants supplémentaires.
