Des végétaux qui grimpent sur un mur nu, de l’agriculture urbaine dans un délaissé, des revêtements minéraux perméables sur une place, de la collecte d’eau pluviale depuis une rue en pente … À chaque pas dans l’enceinte du campus de l’Ecole d’ingénierie de la construction (ESTP) de Cachan (Val-de-Marne), le responsable développement et innovation de l’institut de recherche Gilles Betis voit des opportunités d’aménagement. À travers ces projets de revégétalisation, le site universitaire se mue en un laboratoire à ciel ouvert.

Pour l’heure, seule une petite parcelle de 300 m² y a été entièrement désimperméabilisée. Après un mois de travaux, l’école a mis en place en février dernier un démonstrateur d’îlot de fraîcheur, représentatif de ce que pourrait aujourd’hui réaliser une collectivité. Devant l’ancienne bibliothèque récemment transformée en cafétéria, le bitume a été décrouté et le limon décaissé sur 50 cm de profondeur. En lieu et place, des dalles de béton à joints larges engazonnées ont été disposées sur un lit de sable. Quatre arbres, en l’occurrence un chêne quercus, un celtis, un paulownia et un tilleul, ont été plantés dans quatre fosses de 1,20 m de côté. Un jardin de pluie dissimule enfin un bassin de stockage d'eau pluviale de 10 m de long sur 1 m de large pour 1 m de profondeur, qui permet une réserve de 5 m3. L'eau y arrivera par infiltration, mais aussi par ruissellement depuis les trottoirs.

Mesurer la perméabilité du sol

Dès son achèvement, les équipes ont commencé à collecter des données. L’ensemble est en effet équipé de capteurs qui doivent permettre de mesurer la fraîcheur apportée par l’îlot.

Concrètement, des micro-dendromètres fournis par la start-up Urbasensesont installés sur les arbres. Ils permettent de mesurer les infimes variations du diamètre des troncs et rameaux, et donc leur croissance. « Nous observons déjà que le tilleul a du mal à reprendre depuis sa plantation, sa courbe étant décroissante, là où le chêne se plaît tout particulièrement », indique Gilles Betis.

Pour mesurer l’humidité de la terre des fosses, trois sondes tensiométriques équipent deux d’entre elle, celle du chêne et celle du tilleul. « Elles mesurent la pression relative, c’est-à-dire la force de succion que doit exercer l’arbre pour s’approvisionner en eau dans le substrat. Ces données visent à optimiser le moment et la quantité d’eau à donner à l’arbrepour assurer son évapotranspiration tout en gérant la ressource » explique-t-il.

Dans le jardin de pluie, à deux tensiomètres s'ajoutent aux deux capteurs de hauteur d’eau, l’un positionné à 20 cm de profondeur et l’autre à 40 cm. Ils évaluent la quantité d’eau disponible dans le réservoir.

Autre dispositif innovant, un prototype expérimental développé avec Urbasense sert à mesurer la perméabilité du sol : un système doté d’un entonnoir et d’un lysimètre est installé au droit de l’un des regards. « Il permet d’évaluer la quantité d’eau qui s’infiltre sous les dalles à joints engazonnés, sur un échantillon de 50 cm de côté », précise Gilles Bétis.

Enfin, à partir de l'été des capteurs mobiles atmosphériques complèteront le dispositif. Ilsserviront à évaluer les différences de températures et le confort thermique entre ce site et une station de référence installée sur une zone bétonnée du campus. Un questionnaire pour évaluer le confort sera également adressé aux usagers.

« Nous pourrons alors observer ce qui se passe en situation réelle, année après année. C’est un projet qui peut s’étaler sur dix ans avant de révéler des résultats significatifs », souligne Gilles Betis. L'ESTP a investi moins de 200 000 euros pour cette opération, un budget qui reste significatif pour l’école.

Assurer le continuum sol - arbre - atmosphère

Le responsable de l’innovation inscrit son approche dans un contexte systémique : « pour que la plantation d’arbres se traduise par un impact significatif sur l’apport de fraîcheur dans nos environnements urbains, les végétaux doivent recevoir de l’eau en continu pour assurer leur évapotranspiration y compris en période de sécheresse. La gestion des eaux pluviales, depuis leur collecte jusqu'à leur distribution devient alors primordiale », souligne-t-il.

Avec ces données à disposition, l’école projette de développer des modèles susceptibles de devenir des outils d’ingénierie précis afin que les bureaux d’études puissent dimensionner au plus juste leurs infrastructures. « Concrètement, nous visons la mise au point de modélisation hydraulique avec des transferts d’eau à travers un couvert végétal et des modélisations atmosphériques, aérauliques et thermiques », précise Gilles Betis. Il confie s’orienter vers « une logique de jumeau numérique, dont l’hypervision permettra une analyse approfondie des indicateurs de performance ».

Autre situation, autre climat. L’ESTP double l’expérience depuis son école à Dijon (Côte-d’Or) sur la place Bossuet, en plein centre-ville. Des capteurs mesureront dès l’autonome prochain la fraîcheur de ce futur îlot de verdure. À l’avenir, l’expert prévoit aussi de futures expérimentations sur le campus de Cachan sur un terrain de 3000 m², puis sur l’ensemble de ses six hectares.

A partir de la compréhension de ces éléments, « l’enjeu est d’orienter les prises de décision en terme d’aménagement urbain, à l’échelle de l’îlot, du quartier et même de la métropole, pour aller vers des logiques d’autonomisation des écosystèmes, également rentables sur le plan économique, puisque nécessitant moins d’entretien », appuie-t-il, à l’instar des solutions fondées sur la nature.