Face aux inondations, à la pollution et aux îlots de chaleur en ville, le béton montre ses limites. Et si la solution était… le vert ? Forêts urbaines, tranchés végétalisées, toits perméables : les Solutions fondées sur la Nature (SfN) s’imposent comme une alternative durable aux infrastructures classiques. Certaines villes tentent déjà le pari de ramener la nature en ville pour mieux gérer l’eau. Simple effet de mode ou vraie révolution urbaine ? Tour d’horizon des connaissances actuelles.

Un article rédigé par Arnaud Foret, Clément George, Coline Héritier, Océane Joet, Margaux Pred’Homme, étudiants du master 2 IWS de Lyon et la classe de terminale BFI du lycée Jean Perrin (Lyon) de Mr Jonatan Christianssen (la liste des élèves est mentionnée en fin d’article) – Avril 2025

Et si ajouter du vert était une réponse concrète à un monde qui vire au gris ? La fréquence et l’intensité des événements climatiques extrêmes dans le monde, telles que les fortes précipitations, les tempêtes et les inondations augmentent avec le réchauffement climatique. L’urbanisation, qui a fortement augmenté au cours des 50 dernières années, rend d’autant plus vulnérable les populations urbaines (54 % de la population mondiale) par les impacts qu’elle entraîne.

Parmi les impacts de l’urbanisation, on retrouve l’imperméabilisation des sols (zones où l’eau ne peut plus s’infiltrer), la pollution de l’air, de l’eau et des sols, la destruction d’habitats de certaines espèces animales et végétales, l’augmentation du ruissellement (eau qui s’écoule à la surface du sol), l’aggravation des risques d’inondation, les îlots de chaleur urbains* (zones où il fait plus chaud qu’ailleurs à cause des surfaces en béton et activités humaines).

Certains de ces impacts négatifs posent des défis dans la gestion de l’eau en ville, qui ont été compensés par la mise en place d’infrastructures dites grises, en référence à leur matériau principal de construction : le béton. On y retrouve, par exemple, les usines de traitement des eaux (permettant de filtrer les polluants de l’eau), les réseaux d’égouts (permettant d’évacuer les eaux de ruissellement et les eaux usées). Ces infrastructures démontrent une certaine efficacité, mais certains choix de construction comme le raccordement des eaux pluviales au réseau d’eaux usées, provoquent, entre autres, des rejets dans le milieu naturel et des inondations urbaines lors d’épisodes pluvieux intenses, car les réseaux ne sont pas conçus pour réceptionner autant de rejets à la fois.

C’est ici que le vert intervient ! Les Solutions fondées sur la Nature (SfN) ont été développées en réponse à l’inefficacité des infrastructures grises. Ces solutions utilisent et s’inspirent des mécanismes et processus naturels des écosystèmes* en les appliquant dans les villes. Parmi ces SfN, on retrouve les forêts urbaines (qui sont de grands espaces densément plantés d’arbres), mais aussi les arbres de pluie (plantés en alignement le long des routes et des boulevards) ainsi que les jardins partagés. Ces lieux, au-delà du bien-être qu’ils procurent aux habitants, permettent également la pénétration des eaux de pluies dans le sol, ce qui réduit la quantité d’eau restant en surface et provoquant des inondations. Pour que les SfN soient efficaces, il est important de choisir des espèces végétales (arbres, buissons) qui sont adaptées au climat de la ville, et ayant une esthétique agréable, mais également avec des caractéristiques particulières. Par exemple, la largeur de leurs feuilles et la profondeur des racines sont déterminantes dans leur capacité à faire pénétrer plus facilement l’eau dans le sol et à l’absorber, contrairement aux zones bétonnées, où l’eau ruisselle rapidement à la surface et peut provoquer des inondations.

Les villes réinventent leur rapport à l’eau

Aujourd’hui, les SfN se démocratisent en milieu urbain, et de nombreux exemples existent aujourd’hui à travers le monde. Nous aborderons deux exemples notables.

À Albufeira au Portugal, la rivière traversant la ville a été canalisée et enterrée avec l’extension de la ville, entrainant des inondations dues au ruissellement et au manque d’espace laissé à la rivière. Un ambitieux projet vise aujourd’hui à créer un “couloir vert”* autour d’elle, intégrant des SfN : zones humides* pour améliorer la qualité de l’eau et favoriser la biodiversité, jardins et prairies humides pour limiter le ruissellement*, revêtements perméables (béton spécial qui laisse passer l’eau) pour l’infiltration de l’eau de pluie, zones végétalisées pour permettre aux crues de se répendre ailleurs que dans la ville, … Cet ensemble permettra ainsi de lutter contre les inondations, mais également de refroidir la ville pendant les vagues de chaleur. De plus, les SfN créent des habitats pour la faune et la flore, tout en offrant des espaces de nature et de loisirs pour les habitants. Cette diversité d’effets montre la capacité des SfN à répondre à de nombreuses problématiques.

Le concept de couloir vert d’Albufeira. ©Blau, Luz, et Panagopoulos 2018

Autre exemple, le campus de LyonTech – la Doua à Villeurbanne, où trois générations de SfN coexistent pour gérer les eaux pluviales. La première repose sur des bassins, recueillant puis infiltrant les eaux de pluie dans les sols, via un réseau de tuyaux, nécessitant de l’espace et des infrastructures coûteuses. La deuxième est similaire, mais optimise l’espace en introduisant des infrastructures multifonctionnelles comme des terrains de sport ou des espaces verts servant de zones d’infiltration. La troisième, quant à elle, a pour but de réduire le ruissellement à la source via des tranchées drainantes, des revêtements de routes perméables, des fossés végétalisés… qui s’intègrent au paysage, et, ensemble, couvrent de larges surfaces.

Depuis 2016, le programme scientifique Micromégas évalue l’efficacité des SfN dans la gestion des micropolluants et du ruissellement, faisant de ce campus un “laboratoire” à ciel ouvert. Les résultats montrent une forte réduction du ruissellement, et une diminution de plus de 50% des pesticides et métaux lourds, grâce, notamment, à la filtration du sol.

Cependant, créer une “culture de site”* est nécessaire pour sensibiliser et impliquer les usagers, et réduire les polluants. Ce concept désigne les pratiques et connaissances spécifiques dans un lieu donné. Des panneaux informatifs pourraient, par exemple, être installés, ce qui n’est pas encore le cas.

Entre recherche scientifique et gestion des eaux pluviales du campus de la Doua, des dispositifs techniques à la source de l’OTHU, les flèches bleues représentent l’arrivée de l’eau. © Arnaud Foret, 2024.

Limites, enjeux et perspectives : le cœur des défis

Les SfN sont de plus en plus valorisées pour leur rôle dans l’atténuation et l’adaptation au changement climatique, attirant l’attention des décideurs politiques. Présentées comme plus rentables et démocratiques que leurs alternatives techniques, elles sont toutefois confrontées à des limites, notamment des coûts élevés, une dépendance à d’autres solutions et des contraintes d’espace en milieu urbain.

Leur efficacité reste difficile à évaluer en raison d’une grande variabilité des données, compliquant la comparaison avec les solutions d’ingénierie civile. Un suivi à long terme est essentiel pour mesurer leurs effets et établir des directives claires. Par ailleurs, la distinction entre SfN et solutions techniques mérite d’être approfondie, certaines infrastructures étant classées différemment selon les approches. Cela est problématique car la définition des SfN reste floue. Un exemple emblématique est celui des bassins d’infiltration. Initialement considérés comme des SfN, ils sont aujourd’hui souvent classés parmi les solutions d’ingénierie civile en raison des travaux considérables qu’ils impliquent.

Enfin, bien que les SfN fassent l’unanimité au sein de la communauté scientifique, leur rôle dans une “urbanisation durable”* doit être mieux précisé. Il est essentiel de démontrer concrètement comment elles contribuent à une gestion respectueuse de la ressource en eau.

Sources

Blau, M. L., Luz, F., & Panagopoulos, T. Urban River Recovery Inspired by Nature-Based Solutions and Biophilic Design in Albufeira, Portugal. Land, 7(4), Article 4. (2018).

Comby, É., Rivière-Honegger, A., Cottet, M., Ah-Leung, S., & Cossais, N.  Les « techniques alternatives » sont-elles envisagées comme un outil de gestion qualitative des eaux pluviales ? Développement durable et territoires. Économie, géographie, politique, droit, sociologie, Vol. 10, n°3, Article Vol. 10, n°3. (2019).

GRAIE, BACOT, L., BARRAUD, S., INSA, L. D., HONEGGER, A., & LAGARRIGUE, C.  Devenir des micropolluants au sein des ouvrages de gestion des eaux pluviales a la source ou centralisés. (2020).

UICN. Les Solutions fondées sur la Nature. UICN France. (2024).

Glossaire

Couloir vert : Un corridor ou couloir vert est un couloir de végétation, permettant la présence de milieux naturels et végétalisés, et la circulation des espèces animales et végétales.

Culture de site : La culture de site désigne les pratiques et connaissances spécifiques dans un lieu donné, intégrant les conditions environnementales, les dynamiques écologiques et les usages humains. Cela peut inclure la gestion durable des ressources naturelles ou l’adaptation des pratiques agricoles et forestières aux particularités locales.

Écosystème : un écosystème est un ensemble formé par une communauté d’êtres vivants, animaux, végétaux et champignons (biocénose), en interaction les uns avec les autres et avec leur environnement physique (biotope).

Expansion des crues : Les zones d’expansion des crues sont des espaces naturels ou aménagés où se répandent les eaux lors du débordement des cours d’eau dans leur plaine inondable, protégeant les milieux urbains alentours et à l’aval.

Îlots de chaleur : zones urbaines où la température est nettement plus élevée que dans les zones environnantes, en raison de l’absorption et de la conservation de la chaleur par des surfaces urbaines telles que l’asphalte et le béton.

Ruissellement : En hydrologie, le ruissellement est l’écoulement des eaux à la surface de la terre, notamment la surface des sols, contrairement à celle y pénétrant par infiltration.

Urbanisation durable : L’urbanisme est durable lorsque l’aménagement est conçu sur le long terme. Il favorise une gestion raisonnée des ressources naturelles, telles que l’eau, tout en mettant en place des solutions pour adapter les territoires aux effets du changement climatique.

Zones humides : les zones humides sont des milieux naturels caractérisés par la présence d’eau, qu’elle soit en surface ou dans le sol, de façon permanente ou temporaire.

Ont participé au travail d’écriture de cet article, en collaboration avec Arnaud Foret, Clément George, Coline Héritier, Océane Joet, Margaux Pred’Homme, étudiants du master 2 IWS (par ordre alphabétique) : BADOIL Emeline, BARBEROT Elin, BUI-LIGOUZAT Myanh, BURGER Marie, FARENC Jeanne, GAÏDI Sara, GODÉ Eulalie, LEFEBURE Rachel, POIZAT Elodie, STOYANON Yani, WERQUIN-THEISMANN Léopoldine-Chan

Plongez au cœur des enjeux du réchauffement climatique et venez explorer le rôle essentiel des nuages dans l’équilibre thermique de la Terre. Laissez-vous emporter dans l’infiniment petit grâce à la microscopie électronique révélant les mystères des gouttelettes d’eau formées lors de la condensation à l’origine des nuages.

Cette conférence immersive des Échappées inattendues du CNRS a été enregistrée le 10 octobre 2024 dans le cadre de la Fête de la Science, en partenariat avec le planétarium de Vaulx-en-Velin et RSA Cosmos. L’univers visuel a été réalisé par l’artiste Alex Bourgeois. Ces recherches et cette rencontre ont été financées en tout ou partie par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR).

Intervenant :

• Thierry Epicier (CNRS) est chercheur en microscopie électronique à l’Institut de recherches sur la catalyse et l’environnement de Lyon (IrceLyon – CNRS | Université Claude Bernard Lyon 1).

Qu’est-ce que tu cherches ? C’est le nom de la série de podcasts lancée par le CNRS. Au micro : des scientifiques racontent leurs quotidiens, expliquent leurs avancées, et vous font pénétrer dans les coulisses de la recherche. Prêts pour une immersion sonore inédite aux côtés de ces experts ?

Au cœur de la savane africaine | Marion Valeix (CNRS) 

Embarquez pour un voyage sonore au cœur de la savane africaine, à la rencontre des grands carnivores pour découvrir comment ces communautés s’adaptent à l’effet des changements climatiques. Dans cet épisode de « Qu’est-ce que tu cherches ? » Marion Valeix, écologue CNRS au Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive* explique comment elle analyse l’influence des conditions environnementales sur le succès et les tactiques de chasse du lion et de la hyène tachetée.

* Elle a réalisé une grande partie de ses recherches au Laboratoire de biométrie et biologie évolutive (LBBE, CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1 / Vétagro Sup) de Villeurbanne.

>> Écoutez cet épisode sur votre plateforme préférée :

 QU’EST-CE QUE TU CHERCHES ?

PPour aller plus loin:

• « Savane africaine : un monde en mutation » conférence réalisée au Musée des Confluences (Lyon) en mai 2022.