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HAUTE&ECOLE&LUCIA&DE&BROUCKERE&Institut&Arthur&HAULOT&
Enseignement&Supérieur&Agronomique&&&&&&&&&&&&La&végétation&urbaine&de&parc&comme&puits&de&
carbone.&&Le&Parc&de&Woluwe&(Région&de&BruxellesJCapitale)&comme&
étude&de&cas.&&&
ESKANDER&Alexandre&&&&&&&&&&&PROMOTEUR&:&Dr.&Ir.&Valérie&PENNINCKX&COJPROMOTEUR&:&Dr.&Ir.&&Olivier&BAUDRY&RAPPORTEUR&:&M.&Yannick&MWAPE&LECTEUR&:&Dr.&Ir.&Olivier&BRASSEUR&
&&
Travail&de&fin&d'études&présenté&en&vue&de&l’obtention&du&titre&de&Bachelier&en&Gestion&de&l’environnement&urbain&
&&
&Année&académique&2014J2015
&
&& &
Remerciements
En premier temps, je tiens à adresser mes sincères remerciements à plusieurs
personnes qui m’ont aidé dans l’écriture de cet exercice particulier, celui d’un travail de
fin d’études.
Merci à Monsieur Olivier Baudry, co-promoteur de ce travail, qui m’a encadré dès le
début en m’aidant à préciser mon sujet mais également en me fournissant des données
d’inventaire forestier indispensable à ce travail.
Merci à Madame Valérie Penninckx, co-promotrice de ce travail, qui m’a également
donnée de nombreux conseils et soutenue dans l’écriture de ce travail.
Je tiens également à remercier Monsieur Guillaume Bruyat qui m’a gentiment autorisé à
prendre connaissance de son travail de fin d’études sur la ville de Lyon.
Enfin, je tiens à remercier mon père, ma mère, et ma sœur qui m’ont énormément
soutenue depuis le début de l’année scolaire 2014-2015.
Merci.
&
& ii&
Table des matières
REMERCIEMENTS I
TABLE DES MATIERES II
TABLE DES ANNEXES IV
LISTE DES FIGURES V
LISTE DES TABLEAUX VII
LISTE DES EQUATIONS VII
INTRODUCTION 1
1. PROBLEMATIQUE 2 1.1. LE CYCLE GLOBAL DU CARBONE. 2 1.1.1. FONCTIONNEMENT DU CYCLE. 2 1.1.2. ROLES DES ECOSYSTEMES FORESTIERS DANS LE CYCLE DU CARBONE 3 1.1.3. ROLES DES ACTIVITES HUMAINES DANS LE CYCLE DU CARBONE 4 La déforestation 5 La combustion de la biomasse 6 Les feux incontrôlés 6 Les autres activités 6 1.1.4. EMISSIONS DE CARBONE EN BELGIQUE ET EN REGION DE BRUXELLES-CAPITALE. 7 1.2. RECHAUFFEMENT CLIMATIQUE ET PROTOCOLE DE KYOTO 9 1.2.1. CONTEXTE 9 1.2.1.1. CLIMAT DE LA TERRE ET LES FACTEURS QUI ONT INFLUENCE SON EVOLUTION. 9 1.2.2. COMPOSITION DE L'ATMOSPHERE EN GES ET "GWP100" 10 1.2.3. LA CONVENTION-CADRE DES NATIONS UNIES SUR LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES ET LE PROTOCOLE DE KYOTO 11 1.2.4. BILAN DE LA PREMIERE PERIODE DU PROTOCOLE DE KYOTO (2008 – 2012) 13 1.2.5. DEUXIEME PERIODE DU PROTOCOLE DE KYOTO (2013 – 2020). 15 1.2.6. LA 21EME CONFERENCE DES PARTIES (COP 21 A PARIS) 15 1.2.7. LE SYSTEME COMMUNAUTAIRE D'ECHANGE DE QUOTAS D'EMISSION (SCEQE) 16 1.3. DES HOMMES ET DES ARBRES 17 1.3.1. L’ARBRE 17 Morphologie 17 Cycle de vie et croissance de l’arbre 20 1.3.2. ELEMENTS DE PHYSIOLOGIE VEGETALE 22 La photosynthèse 22 Respiration végétale 23 Respiration des décomposeurs 24 1.4. LA VEGETATION URBAINE COMME PUITS DE CARBONE (QUESTIONNEMENT, ETAT DE L’ART DES TRAVAUX ANTERIEURS) 25 1.4.1. LA PLACE DU VEGETAL DANS UN MONDE MINERAL 25 1.4.2. LES SERVICES ECOSYSTEMIQUES DE LA VEGETATION URBAINE. 27 Les services de soutien 27 Les services d’approvisionnement 27 Les services culturels 28 Les services de régulation 28 1.4.3. LES ETUDES QUANTIFIANT LA MASSE DE CARBONE STOCKEE PAR LA VEGETATION URBAINE. 29
&
& iii&
La difficulté de définir « végétation urbaine » 29 Différentes méthodes d’estimation du stockage de carbone dans la végétation 32 Diversité des résultats obtenus 33 1.4.4. LES ETUDES QUANTIFIANT LA MASSE DE CARBONE SEQUESTRE PAR LA VEGETATION 35 1.5. OBJECTIFS DU TFE 37 1.6. ETUDE DE CAS : LE PARC DE WOLUWE 37
2. MATERIELS ET METHODES 38 2.1. LA ZONE MODELE : LE PARC DE WOLUWE 38 2.1.1. LOCALISATION 38 2.1.2. HISTORIQUE 39 2.1.3. CONTEXTE PEDOLOGIQUE. 39 2.1.4. TYPOLOGIE DES ESPACES VERTS ET BLEUS 40 2.1.5. DESCRIPTION DU PEUPLEMENT FORESTIER 41 2.2. LES DONNEES DE TERRAIN 44 2.2.1. DESCRIPTION 44 2.2.2. PARAMETRES 44 Circonférence et Diamètre 44 Hauteur de l’arbre et diamètre de la couronne 45 Surface terrière 45 2.3. METHODES D’ESTIMATION DU STOCK DE CARBONE 46 2.3.1. LE CHOIX DE LA METHODE. 46 2.3.2. CHEMINEMENT GENERAL : DES DONNEES DENDROMETRIQUES A LA QUANTITE DE CARBONE STOCKEE DANS LE PARC DE WOLUWE. 46 2.4. LES EQUATIONS ALLOMETRIQUES 48 2.4.1. EQUATION DE BIOMASSE VERSUS EQUATION DE VOLUME 49 2.4.2. CHOIX DES EQUATIONS. 51 Cas A : Plusieurs équations spécifiques à une espèce. 51 Cas B : Aucune équation spécifique à une espèce. 51 Cas C : Equation spécifique mais développée hors d’Europe. 51 2.4.3. CHEMINEMENTS ALTERNATIFS : ETAPES INTERMEDIAIRES 52 En passant par le Volume 52 En passant par la Biomasse/Volume de certains composants de l’arbre. 53 Autres particularités. 55 2.5. ESTIMATION DE LA SEQUESTRATION DE CARBONE. 56 2.6. JEUX DE DONNEES ET STATISTIQUES 57 2.6.1. OUTILS DE TRAITEMENTS DES DONNEES. 57
3. RESULTATS 58 3.1. ESTIMATION DE STOCK DE CARBONE STOCKE DANS LE PARC DE WOLUWE. 58 3.2. SEQUESTRATION DE CARBONE 62
4. DISCUSSION 65 4.1. STOCKAGE DE CARBONE DANS LE PARC DE WOLUWE. 65 4.2. LA SEQUESTRATION DE CARBONE PAR LA VEGETATION URBAINE. 66 4.3. QUELLE(S) ESPECE(S) COMME PUITS DE CARBONE ? 67
5. PERSPECTIVES ET LIMITES 68
CONCLUSION 69
ANNEXES 70
BIBLIOGRAPHIE 84
&
& iv&
Table des annexes
Annexe 1 : Résultat pour l’estimation du stock de carbone stocké par espèce. ....................... 71 Annexe 2 : Donnes de masse volumique et de durée de vie utilisées pour l’estimation de la
biomasse et de la séquestration de carbone. ..................................................................... 76 Annexe 3 : Liste des équations spécifiques utilisées pour l'estimation du volume et de la
biomasse. .......................................................................................................................... 78 Annexe 4 : Références des équations allométriques. ............................................................... 81 &&
&
& v&
Liste des figures
Figure 1 : Bilan global de carbone (Houghton et Jenkins, 1990 in Robert et Saugier, 2003) .... 2 Figure 2 : Evolutions des concentrations de CO2 (carrés) et de la population mondiale (trait
plein) depuis le début de l'ère industrielle (Jacques G. et Saugier B., 2007) ..................... 4 Figure 3 : Evolution des surfaces de forêts entre 1990 et 2005 dans le monde en 1000/ha/an.
(FAO, 2005 in Wikipédia) .................................................................................................. 5 Figure 4 : Répartition des émissions de gaz à effet de serre en Région de Bruxelles-Capitale
(Source : Bruxelles Environnement, Dept. Planification air, énergie et climat.) .............. 7 Figure 5 : Répartition sectorielle des émissions de gaz à effet de serre en Région de Bruxelles-
Capitale pour l'année 2008. (Source : Bruxelles Environnement, Dept. Planification air, énergie et climat.) ............................................................................................................... 8
Figure 6 : Chronologie des évènements mondiales sur le changement climatique (CDC Climat Recherche in Chiffres clé, 2015) ...................................................................................... 12
Figure 7 : Tendances et projections pour le total des émissions de GES de l'UE (à 15) entre 1990 et 2020 (en millions de tonnes d'équivalent CO2). Source : Chiffres clés, 2015. ... 14
Figure 8 : Illustration du fonctionnement du mécanisme (Réalisation sur base de Delbosc & de Perthuis 2009 dans Livre développement durable) ..................................................... 16
Figure 9 : Morphologie de l'arbre (univers-nature.com, 2015) ................................................ 17 Figure 10 : répartition de la biomasse dans un Erable sycomore (Acer pseudoplatanus L.).
(Econometrica, Juin 2011) ............................................................................................... 18 Figure 11 : Répartition des composants de l'arbre selon GloballomeTree.org ) ...................... 19 Figure 12 : Courbe de volume cumulé en fonction de l'âge de l'arbre
(http://constellation.uqac.ca/895/ in Bruyat, 2012) ......................................................... 20 Figure 13 : Vue aérienne sur la cité-jardin "Le Logis" à Watermael-Boitsfort (LaCapital.be,
2012) ................................................................................................................................. 25 Figure 14 : Classification fonctionnelle des services écologiques selon le Millennium
Ecosystems Assesment (MEA, 2005) .............................................................................. 28 Figure 15 : Répartition de la superficie des espaces verts et récréatifs par catégorie pour un
total de 3037 ha (source : BRAT, 2009) .......................................................................... 30 Figure 16 : Végétation urbaine de la ville de Bruxelles (réalisation : IBGE. source : Igeat et al.
(1997), Van den Balck (2011), PRAS (2001).) ................................................................ 31 Figure 17 : Comparaison des résultats de stockage de carbone (en kg C /m2 ) dans les espaces
végétalisés pris de manière isolé et rapporté à la superficie de la ville entière (Réalisation sur base de l'analyse bibliographique de Musy M et al (2014)) ...................................... 34
Figure 18 : Comparaison des résultats de séquestration de carbone (en kg C /m2/an ) dans les espaces végétalisés pris de manière isolé et rapporté à la superficie de la ville entière (Réalisation sur base de l'analyse bibliographique de Musy M et al. (2014)) ................. 35
Figure 19 : Situation et localisation de la zone d'étude par rapport à la Région de Bruxelles-Capitale. (Réalisation à partir d'AutoCAD et de QGis. Source GIS: Urbis) .................. 38
Figure 20 : Affectations du Parc de Woluwe selon le Plan Régional d'Affectation du Sol (P.R.A.S.). Source : Brugis .............................................................................................. 40
Figure 21 : Fréquence des genres au sein du parc de Woluwe. ................................................ 41 Figure 22 : Hauteurs moyennes des cinq genres les plus représentés. ..................................... 42 Figure 23 : Répartition des arbres par classes de diamètres. .................................................... 42 Figure 24 : Répartition des arbres par classes de hauteur. ....................................................... 43 Figure 25 : Cheminement général pour l’estimation de la quantité de carbone stocké. ........... 47 Figure 26 : Volume d'un Larix decidua en fonction de sa circonférence selon l’équation de
Dagnelie et al. (1999). ...................................................................................................... 50
&
& vi&
Figure 27 : Biomasse d’un Acer pseudoplatanus en fonction de sa circonférence selon l’équation de Bunce RGH (1968) ..................................................................................... 50
Figure 28 : Cheminements alternatifs pour l'estimation de la quantité de carbone stocké. ..... 54 Figure 29 : Illustration de l’utilisation du tableur Excel pour l’estimation du volume d’un
Cyprès de Lawson. ........................................................................................................... 57 Figure 30 : Répartition du stock de carbone (en pourcentage) par genre. ................................ 61 Figure 31 : Comparaison des résultats. .................................................................................... 65 Figure 32 : Comparaison des résultats pour la séquestration de carbone. ................................ 66
&
& vii&
Liste des tableaux
Tableau 1 : Equivalence des principaux GES par rapport au CO2 en GWP100 (d'après Forster et al. (2007) in Musy (2012) ............................................................................................. 10
Tableau 2 : Objectifs en pourcentage pour les quinze Etats membres de l'UE (Chiffres-clés, 2015) ................................................................................................................................. 13
Tableau 3 : Dispositifs de végétation urbaine étudiés (selon Musy M., 2014) ........................ 29 Tableau 4 : Résultat pour la quantité de carbone stocké par genre. ......................................... 59 Tableau 5 : Résultat pour la quantité de carbone séquestré par genre. .................................... 63
Liste des équations
Équation 1 : Equation générale de la photosynthèse. ............................................................... 22 Équation 2 : Réaction de respiration (Cas de l'oxydation du glucose) ..................................... 23 Équation 3 : Estimation de la séquestration de carbone selon Rowntree & Nowak (1991). .... 36 Équation 4 : Estimation de la séquestration de carbone selon Scharenbroch B.C. (2012). ..... 36 Équation 5 : Forme classique d'une équation allométrique. ..................................................... 48 Équation 6 : Equation de volume du Larix decidua (Dagnelie et al., 1999) ............................ 49 Équation 7 : Estimation de la biomasse à partir du volume et de la densité. ........................... 52 Équation 8 : Estimation de la séquestration de carbone selon Scharenbroch B.C. (2012). ..... 56 Équation 9 : Equation de volume d'un Chamaecyparis lawsoninia (Dik, E.J. 1984) ............... 57
!
! 1!
Introduction
Longtemps, la présence du végétal en ville a été simplifiée à ses fonctions
ornementales et sociales. Aujourd’hui, on commence à prendre conscience que la
végétation urbaine peut fournir des services à l’environnement et à la santé humaine.
Comprendre et savoir évaluer ces services peuvent renforcer et améliorer les décisions
politiques concernant nos espaces verts.
A l’échelle mondiale, les écosystèmes forestiers ralentissent l’élévation de la teneur en
dioxyde de carbone (CO2) en l’absorbant dans leurs tissus. Qu’en est-il à l’échelle d’un
pays ou d’une ville ? La Région de Bruxelles-Capitale est riche en espaces verts et boisés
à l’image de l’illustre Forêt de Soignes. Cependant, est-ce que ces espaces verts urbains
peuvent compenser nos émissions de CO2 ? La végétation urbaine est-elle un puits de
carbone ?
Ce travail de fin d’études tente de répondre à ces questions. Le premier chapitre de celui-
ci situe le contexte, les connaissances sur la végétation urbaine et le cycle du carbone,
ainsi que le lien entre ces deux derniers. Les méthodes d’estimation du stock et de la
séquestration de carbone par la végétation sont également présentées et comparées.
A partir des méthodologies développées dans la littérature scientifique, le chapitre
« Matériels et méthodes » présente les cheminements développés entre les données
d’inventaires forestiers en possession et les estimations du stock et de la séquestration de
carbone dans le Parc de Woluwe.
Les résultats et discussions sont présentés dans les troisièmes et quatrièmes chapitres.
!!!!!!!!!!!
!
! 2!
1. Problématique
1.1. Le Cycle global du carbone.
1.1.1. Fonctionnement du cycle.
Le carbone est l’un des principaux éléments chimiques présent sur Terre. On le
retrouve dans les océans, l’atmosphère, la lithosphère, et dans la biosphère, sous forme
minérale comme le dioxyde de carbone CO2, le méthane CH4, le calcaire CaCO3, etc. mais
également sous une forme organique dans les constituants des organismes vivants (protéines,
glucides, vitamines, etc.)
On appelle « cycle du carbone » les déplacements de carbone entre ces différents réservoirs.
Les réservoirs se distinguent par leur rôle dans le cycle. Si un réservoir absorbe une certaine
quantité de carbone d’un autre réservoir, il sera qualifié de puits de carbone. Si, au contraire,
il libère du carbone, il est qualifié de source de carbone. Les écosystèmes forestiers en
croissance absorbent le carbone de l’atmosphère et sont des puits de carbone alors que
l’ensemble du parc automobile d’une ville libérant du carbone par combustion
d’hydrocarbures est quant à lui une source de carbone. Les mouvements entre ces différents
réservoirs sont appelés flux (Robert et Saugier, 2003).
Sur la figure ci-dessous, les stocks de carbone sont représentés en milliards de tonnes par des
« boîtes » et les flux de carbone entre ces différents stocks sont quant à eux illustrés en
milliards de tonnes par an par des flèches.
!Figure 1 : Bilan global de carbone (Houghton et Jenkins, 1990 in Robert et Saugier, 2003)
!
! 3!
On remarque que les deux principaux stocks sont les océans et le carbone fossile. En effet, les
océans stockent à eux seuls 39 000 milliards de tonne de carbone. Quant aux réservoirs de
carbone fossile, leur quantité est difficile à évaluer mais on l’estime à 6 000 milliards de
tonnes. Les flux provenant de ce dernier résultent de leur combustion et s’accumulent
progressivement sous forme gazeuse dans le réservoir de l’atmosphère. On comprend dès lors
que l’équilibre du cycle tend à se modifier depuis que ce réservoir, via les activités humaines,
joue un rôle de source de carbone dans le cycle du carbone.
Les stocks secondaires sont représentés par la végétation, l’atmosphère, et les sols.
Cependant, la végétation représente une quantité de carbone presque équivalente à celle
stockée dans l’atmosphère.
1.1.2. Rôles des écosystèmes forestiers dans le cycle du carbone
Les flux entre atmosphère et végétation résultent essentiellement de la photosynthèse
(PPB, Production Primaire Brute) et de la respiration autotrophe (Ra). Nous exposerons ces
deux mécanismes plus en profondeur au point 1.3.2.
En se développant, la végétation stocke le carbone de l’atmosphère dans son feuillage, ses
tiges, son système racinaire, etc. Les arbres, par leur longévité et leurs tissus ligneux,
stockent davantage de carbone. Les forêts se révèlent donc être des puits de carbone.
Selon Houghton et Jenkins (1990), la végétation mondiale représente un stock de 640
milliards de tonnes de carbone et en séquestre chaque année 120 milliards de tonnes.
Cependant, les écosystèmes forestiers se révèlent être également des sources de carbone. Leur
respiration, leur décomposition, ainsi que les activités humaines sur ceux-ci émettent une
quantité non négligeable de carbone dans l’atmosphère.
La respiration autotrophe est un processus naturel de la végétation qui libère du carbone. Ce
phénomène serait responsable de la libération de 60 milliards de tonnes de carbone chaque
année.
La décomposition de l’arbre mort ou malade est pareillement responsable de la libération de
carbone dans l’atmosphère. Dès lors, une forêt malade ou en fin de vie est susceptible d’être
davantage source de carbone que puits. On pourrait déjà se demander si la gestion plus
durable d’un espace vert permettrait d’améliorer la capacité de stockage de celui-ci ou de
simplement éviter qu’il ne devienne source de carbone.
!
! 4!
1.1.3. Rôles des activités humaines dans le cycle du carbone
Nous l’avons vu, les activités humaines jouent un rôle non négligeable dans le
cycle du carbone mais qu’entend t-on par « activités humaines » ?
La Figure 2 illustre l’augmentation de la concentration de CO2 (en ppmv) dans
l’atmosphère, ainsi que l’augmentation de la population mondiale depuis la révolution
industrielle. On remarque que la concentration de CO2 est passée de 280 à 380 ppmv en
l’espace de 250 ans. Elle serait de 390 ppmv en 2011 selon le premier groupe de travail
du GIEC (Giec, 2013).
Figure 2 : Evolutions des concentrations de CO2 (carrés) et de la population mondiale (trait plein) depuis le début de
l'ère industrielle (Jacques G. et Saugier B., 2007)
Deux raisons expliquent cette augmentation. En reconnectant le réservoir de carbone
fossile dans le cycle du carbone, nous serions responsable de l’émission de 6 milliards de
tonnes de carbone dans l’atmosphère (voir Figure 1). Notre consommation croissante de
combustibles fossiles serait donc la première explication de cette augmentation de
concentration.
!
! 5!
A cela, nous devons rajouter les émissions dues aux activités humaines sur les
écosystèmes forestiers. En effet, les changements d’utilisation des terres, notamment via
la déforestation, sont responsables d’une libération de carbone dans l’atmosphère.
Ciesla W. M. (1997) cite quatre activités humaines sur les forêts et les terres boisées qui
contribuent à l’augmentation de gaz à effet de serre dans l’atmosphère :
1. La déforestation ;
2. La combustion de la biomasse ;
3. Les feux incontrôlés ;
4. Et les autres activités.
La déforestation
L’abattage d’arbre dans les forêts représente la principale contribution des écosystèmes
forestiers à l’augmentation des niveaux de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Elle serait
responsable de 2 milliards de tonnes de carbone libéré chaque année. Ce phénomène qui
touchait premièrement les forêts des régions tempérées se concentre aujourd’hui
principalement dans les forêts tropicales. Aujourd’hui, les forêts en Europe gagnent en surface
contrairement au reste de la planète. A titre d’exemple, la surface forestière a augmenté en
150 ans de 25 % en Belgique selon la Société Royale Forestière de Belgique (S.R.F.B.). La
Figure!3 présente l’évolution des surfaces forestières dans le monde entre 1990 et 2005.
!Figure 3 : Evolution des surfaces de forêts entre 1990 et 2005 dans le monde en 1000/ha/an. (FAO, 2005 in Wikipédia)
!
! 6!
Cependant, à l’échelle d’une ville, il semble que ce phénomène de reforestation ne s’observe
pas. Récemment, l’Université libre de Bruxelles a vendu un terrain largement boisé de 8,5 ha
au promoteur immobilier Immobel dans le but d’y installer un projet immobilier. Cet
évènement révèle que la ville grignote toujours sur les terres boisées de la Région de
Bruxelles – Capitale.
La combustion de la biomasse
Par « combustion de la biomasse », on entend les activités humaines intentionnelles associées
au défrichement de la forêt, au brûlage de la végétation dans le but de stimuler la régénération
des herbages pour le bétail, au brûlage du bois de feu et du charbon de bois et à l’élimination
des résidus agricoles (Ciesla W. M., 1997).
Les feux incontrôlés
Les feux incontrôlés désignent les feux se déclarant involontairement. Chaque année, 12 à 13
millions d’ha de forêts seraient brûlées (Calabri et Ciesla, 1992 in Ciesla, 1997). Ces feux
sont principalement d’origine anthropique : négligence, incendies volontaires, etc. mais
également d’origine naturelle : foudre, activité volcanique, etc.
Ces deux dernières activités sont cependant inexistantes dans la Région de Bruxelles-
Capitale.
Les autres activités
Enfin, les « autres activités » comprennent la dégradation des forêts et l’élimination des
produits ligneux comme l’élimination des produits papetiers après utilisation.
!!
!
! 7!
1.1.4. Emissions de carbone en Belgique et en Région de Bruxelles-
Capitale.
En Belgique, pour l’année 2008, 88,2 % des émissions de gaz à effet de serre sont
des émissions de dioxyde de carbone CO2. Le méthane CH4 et le protoxyde d’azote N2O
comptent respectivement pour 4,8 % et 5,5 %. Le reste des émissions est répartie entre
les HFC (1,3 %), les PFC (0,15 %), les SF8 (0,07 %).1.
Concernant les émissions de dioxyde de carbone CO2, elles proviennent en grande partie
de la consommation énergétique. Le secteur résidentiel est responsable de 23 % des
émissions de gaz à effet de serre. Le secteur du transport est quant à lui responsable de
20 % des émissions.
A l’échelle régionale, l’implication du dioxyde de carbone CO2 dans les émissions de gaz
à effet de serre se fait davantage ressentir. La Figure 4 illustre la répartition des
émissions de gaz à effet de serre émis en Région de Bruxelles-Capitale pour l’année
2008.
Figure 4 : Répartition des émissions de gaz à effet de serre en Région de Bruxelles-Capitale (Source : Bruxelles
Environnement, Dept. Planification air, énergie et climat.)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1 Eionet, Central Data Repository, 20120 – Belgian reporting 280/2004/EC in Bruxelles Envionnement, “Air – donnée de base pour le plan”, 2012.
CO2!93%!
CH!1%!
N2O!2%!
Gaz!F!(HFC!+!PFC!+!SF8)!4%!
!
! 8!
Les émissions de dioxyde de carbone CO2 passent de 88,2 % à 93 % des émissions
totales de gaz à effet de serre en Région de Bruxelles-Capitale. Ce rapport plus important
du CO2 s’explique en grande partie par l’absence d’émissions du secteur agricole. Celui-
ci émet principalement du méthane CH4 mais également du protoxyde d’azote N2O
(Bruxelles Environnement, 2012).
Finalement, pour l’année 2008, la Région de Bruxelles-Capitale a émis 4016 kilotonnes
d’équivalent CO2 (Gaz F2, N2O, CH4, et CO2) dont 3728 kilotonnes de CO2 (Bruxelles
Environnement, 2012). Rapporté à la superficie de la région, la région émet 2,31 kg
CO2/m2.3
Concernant la répartition sectorielle des émissions de gaz à effet de serre dans la région,
celle-ci diffère également par rapport à la répartition nationale. La Figure 5 illustre la
répartition sectorielle des émissions de gaz à effet de serre en Région de Bruxelles-
capitale pour l’année 2008.
Figure 5 : Répartition sectorielle des émissions de gaz à effet de serre en Région de Bruxelles-Capitale pour l'année
2008. (Source : Bruxelles Environnement, Dept. Planification air, énergie et climat.)
On peut dès lors remarquer trois secteurs particulièrement émetteurs de gaz à effet de
serre : le secteur résidentiel, celui du transport, et celui du secteur tertiaire.
Respectivement, ils émettent 1811, 719, et 851 ktonnes d’équivalent CO2.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2 Par “Gaz F”, on entend les Hydrofluorocarbures (HFC), les Perfluorocarbures (PFC), et l’Hexafluorure de soufre (SF8). (Bruxelles Environnement, 2012). 3 Pour une superficie de 161,4 km2 (Institut bruxellois de Statistiques et d’Analyse (I.B.S.A.))
Résidentiel 46%
Transport routier
19%
Industries 2%
Tertiaire 22%
Incinération 6%
Production électricité
2%
Emissions fugitives
1%
Anesthésie 1%
Autres 1%
!
! 9!
1.2. Réchauffement climatique et Protocole de Kyoto
1.2.1. Contexte
1.2.1.1. Climat de la Terre et les facteurs qui ont influencé son
évolution.
Les différentes régions de la Terre se caractérisent par des conditions
météorologiques comme la température ou les précipitations qui leur confèrent un climat
particulier. Selon l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM), le climat est en effet
« la synthèse des conditions météorologiques dans une région donnée, caractérisée par les
statistiques à long terme des variables de l’état de l’atmosphère ». Celui-ci joue dès lors
un rôle essentiel dans la répartition géographique des végétaux et des animaux.
Le climat de la Terre a été sujet à des changements lors de son histoire. Aujourd’hui, les
données fournies par des indicateurs comme les fossiles, les pollens, l’analyse des gaz
contenus dans les calottes glaciaires, ou encore les cernes des arbres nous prouvent que la
Terre a connu des phases chaudes et d’autres plus froides. Durant le Moyen-âge,
l’Europe a par exemple vécu une période plus chaude qu’on appelle aujourd’hui
l’Optimum climatique médiéval. C’est d’ailleurs pendant cette courte période de
réchauffement que dès le onzième siècle, les Vikings ont pu établir une colonie au
Groenland (W. M. Ciesla, 1997).
Quels sont les facteurs qui ont alors influencé ces différents changements ? Plusieurs
causes ont été identifiées comme la modification de l’activité solaire, la dérive des
continents, ou encore la variation des courants océaniques. Cependant, l’un des facteurs
les plus étudiés durant les dernières années et qui semble modifier le climat à une vitesse
auparavant jamais atteinte est la variation de la quantité de gaz à effet de serre dans
l’atmosphère. En effet, si la Terre a actuellement une température moyenne de 15°C,
c’est principalement grâce à leur présence. En piégeant une partie du rayonnement
solaire, ces différents gaz permettent de garder constamment de la chaleur sous forme
d’infrarouge au sein de l’atmosphère. Par conséquent, une variation de cette quantité de
gaz mènerait en toute logique à une variation des températures.
!
! 10!
1.2.2. Composition de l'atmosphère en GES et "GWP100"
L’atmosphère est composée de différents gaz à effet de serre dont la vapeur d’eau (H20),
le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O), et l’ozone
(O3). Toutefois, il faut ajouter à cette liste d’autres gaz non négligeables et provenant des
activités humaines comme les chlorofluorocarbones (CFC), les oxydes d’azote (NOx), ou
encore le monoxyde de carbone (CO).
Ces différents gaz à effet de serre n’agissent pas selon la même intensité. Pour distinguer
cette intensité, on parle de Global Warming Potential (GWP100) qui évalue le potentiel
d’un gaz à favoriser le réchauffement climatique par rapport au gaz de référence, le
dioxyde de carbone (CO2).
Le Tableau 1 présente l’équivalence en GWP100 des principaux gaz par rapport au CO2.
Gaz Formule chimique GWP100
Dioxyde de carbone CO2 1
Méthane CH4 25
Protoxyde d’azote N2O 298
Hydrofluorocarbures (HFC) 124 – 14 800
Hexafluorure de soufre SF6 22 800
Perfluorocarbures (PFC) 7390 – 12 200
Tableau 1 : Equivalence des principaux GES par rapport au CO2 en GWP100 (d'après Forster et al. (2007) in Musy
(2012)
Le dioxyde de carbone (CO2) serait donc le gaz qui favorise le moins le réchauffement
climatique. Cependant, il est également le gaz à effet de serre le plus émis et contribue à
hauteur de 54 % au réchauffement climatique (Musy et al., 2012).
!
! 11!
1.2.3. La Convention-cadre des Nations unies sur les changements
climatiques et le Protocole de Kyoto
Le XXème siècle est marqué par l’observation d’une augmentation générale des
températures. C’est dans ce contexte que l’ONU (Organisation des Nations Unies) décida
en 1988 de créer le GIEC, Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du
climat, dont l’objectif est d’évaluer, sans parti pris et de manière objective, toutes les
informations en rapport avec le réchauffement climatique. Dans leur premier rapport, en
1990, le GIEC observe que les émissions provenant des activités humaines augmentent la
concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère et renforcent l’effet de serre
naturel.
Cette déclaration incita les Nations Unies à établir la Convention-cadre sur les
changements climatiques en 1992. Cette convention traduit le premier effort
intergouvernemental pour faire face aux changements climatiques. Elle reconnaît que le
système climatique est une ressource partagée dont la stabilité peut être affectée par les
émissions de gaz à effet de serre dont notamment le CO2. (Unfccc.int , 2015)
L’organe suprême de la Convention-cadre est la « Conférence des parties » (COP) qui
forme la plus haute autorité de prise de décision de celle-ci. La Conférence des parties se
déroule chaque année depuis 1995 (COP 1 à Berlin en Allemagne). Celle-ci est
responsable du maintien des efforts internationaux pour atteindre les objectifs de la
Convention.
En 1997, la COP 3 s’est déroulée au Japon et déboucha finalement sur le Protocole de
Kyoto. Le Protocole de Kyoto est, dès lors, le premier texte de nature contraignante
traitant des émissions de gaz à effet de serre. A titre d’exemple, l’article 5 de celui-ci
impose aux pays cités dans l’Annexe B4, à savoir les pays dits « développés », de mettre
un système national d’évaluation des émissions de GES par source et de GES séquestrés
(Protocole de Kyoto, 1997).
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4 Allemagne, Australie, Autriche, Belgique, Bulgarie, Canada, Communauté européenne, Croatie, Danemark, Espagne, Estonie, Etats-Unis d’Amérique, Fédération de Russie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Japon, Lettonie, Liechtenstein, Lituanie, Luxembourg, Monaco, Norvège, Nouvelle-Zélande, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Roumanie, Royaume-Uni de Grande-Bretagne et d’Irlande du Nord, Slovaquie, Suède, Suisse, et Ukraine (Protocole de Kyoto, 1997)
!
! 12!
La Convention-cadre entend par gaz à effet de serre « les constituants gazeux de
l’atmosphère, tant naturels qu’anthropiques, qui absorbent et réémettent le rayonnement
infrarouge ». Le Protocole de Kyoto définit six gaz à effet de serre (GES) :
- Dioxyde de carbone (CO2) ;
- Méthane (CH4) ;
- Oxyde nitreux (N2O) ;
- Hydrofluorocarbones (HFC) ;
- Hydrocarbures perfluorés (PFC) ;
- Hexafluorure de soufre (SF6).
Entré en vigueur seulement en 2005, les pays signataires listés en Annexe B du Protocole
s’étaient donnés l’objectif ambitieux de réduire de 5% leurs émissions de GES par
rapport à leur niveau en 1990 et sur la période de 2008-2012. Les pays hors-annexe,
majoritairement les pays en développement, n’avaient quant à eux pas d’engagements
d’émissions. Les objectifs sont en effet différenciés par pays selon le « principe de
responsabilité commune mais différenciée »5 développé dans la Convention-cadre.
Figure 6 : Chronologie des évènements mondiales sur le changement climatique (CDC Climat Recherche in Chiffres
clé, 2015)
!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!5 Principe de responsabilité commune mais différenciée : toutes les émissions ont un impact sur le changement climatique mais les pays les plus industrialisés portent une responsabilité accrue de la concentration actuelle de gaz à effet de serre (Convention-cadre, 1992)
!
! 13!
1.2.4. Bilan de la première période du Protocole de Kyoto (2008 – 2012)
L’objectif initial de réduction de 5% est réparti entre les pays de l’Annexe B
suivant la situation économique de ceux-ci. Dans l’Union européenne, l’objectif pour la
période 2008-2012 étaient d’une réduction de 8% d’émission de gaz à effet de serre par
rapport à leur niveau en 1990. L’Union européenne (UE à 15) a obtenu de répartir cet
objectif de 8% entre ses quinze Etats membres.
Le tableau ci-dessous présente les objectifs Kyoto pour la période 2008 – 2012 en
pourcentage des quinze Etats membres de l’Union européenne par rapport aux émissions
de l’année de référence, généralement 1990.
Tableau 2 : Objectifs en pourcentage pour les quinze Etats membres de l'UE (Chiffres-clés, 2015)
Pays Objectif
(en %)
Pays Objectif
(en %)
Allemagne - 21,0 Irlande + 13,0
Autriche - 13,0 Italie - 6,5
Belgique - 7,5 Luxembourg -28,0
Danemark - 21,0 Pays-Bas - 6,0
Espagne + 15,0 Portugal + 27,0
Finlande 0,0 Royaume-Uni - 12,5
France 0,0 Suède + 4,0
Grèce + 25,0
Le Portugal avait comme objectif de ne pas dépasser de 27 % ses émissions par rapport à
l’année de référence (1990) pour la période 2008 – 2012. Le Luxembourg devait les
réduire de 28 %. Quant à la Belgique, son objectif était d’une réduction de 7,5 % par
rapport à 1990.
Cet objectif s’est également répartie au niveau régional et fédéral de tel manière que la
Wallonie et la Flandre réduisent respectivement de 7,5 % et 5,2 % et que la Région de
Bruxelles-Capitale ne dépasse pas de 3,475 % leurs émissions par rapport à l’année de
référence (Bruxelles Environnement, 2012).
!
! 14!
Finalement, les objectifs ont été majoritairement atteints à la fin de la première période.
L’Union européenne a annoncé avoir réduit ses émissions de GES de 10,6% inférieurs à
ceux de 1990. La Belgique annonce, quant à elle, une réduction de 14% pour la même
période (climat.be, 2015). Et la Région de Bruxelles-capitale a « seulement » dépassé de
2,3 % ses émissions par rapport à 1990 (Bruxelles Environnement, 2012).
Le graphique ci-dessous montre l’évolution des émissions des gaz à effet de serre des
quinze Etats membres de l’UE entre 1990 et 2020.
Figure 7 : Tendances et projections pour le total des émissions de GES de l'UE (à 15) entre 1990 et 2020 (en millions
de tonnes d'équivalent CO2). Source : Chiffres clés, 2015.
!
! 15!
1.2.5. Deuxième période du Protocole de Kyoto (2013 – 2020).
Malgré des objectifs dans l’ensemble atteints, l’avenir du Protocole de Kyoto reste
néanmoins incertain depuis l’échec des négociations de 2009 pour une deuxième période.
Après 12 jours de négociations à Copenhague, aucun engagement concret n’a été opté. Le
Japon, la Russie, et la Nouvelle-Zélande ont annoncé ne pas continuer la deuxième phase
du Protocole de Kyoto. Les pays qui se sont engagés pour la deuxième période ne
couvrent que 13 % des émissions mondiales. Il faudra attendre la prochaine Conférence
des parties qui se tiendra cette année en décembre 2015 à Paris.
1.2.6. La 21ème Conférence des Parties (COP 21 à Paris)
La France accueille, du 30 novembre au 11 décembre 2015, la prochaine
Conférence des Parties, la COP 21. Celle-ci est très attendue car elle est l’une des plus
importante jamais organisée. Elle devra aboutir à un « accord universel et contraignant
permettant de lutter efficacement contre le dérèglement climatique et d’impulser la
transition vers des sociétés et des économies résilientes et sobres en carbone »
(COP21.gouv.fr, 2015).
La COP 21 sera peut-être l’évènement qui prendra davantage en compte l’intérêt
de la présence d’espace vert en ville dans la lutte contre le réchauffement climatique.
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! 16!
1.2.7. Le Système communautaire d'échange de quotas d'émission (SCEQE)
Afin d’atteindre ses objectifs de réductions d’émissions de gaz à effet de serre,
l’Union européenne (UE) a mis en œuvre un mécanisme de droits d’émissions établi par
la directive 2003/87/CE.
Le système communautaire d'échange de quotas d'émission (S.C.E.Q.E.), appelé
également « marché de permis d’émissions » car basé sur un système de marché, repose
sur la définition d’un nombre déterminé de permis, sur l’allocation de ces permis et sur
l’autorisation de les échanger (Regard économique, 2008).
La Figure 8 illustre le fonctionnement du mécanisme.
Figure 8 : Illustration du fonctionnement du mécanisme (Réalisation sur base de Delbosc & de Perthuis 2009 dans
Livre développement durable)
Afin de respecter le plafond d’émission (trait horizontal gris), les entités A et B ont deux
possibilités : soit elles réduisent indépendamment l’une de l’autres leurs propres
émissions (à gauche), soit elles exploitent la flexibilité donnée par un marché de permis
(à droite). Dans le second cas, l’entité B pour laquelle les coûts de réduction d’émission
sont les plus faibles diminue davantage ses émissions pour revendre des permis
d’émission à l’entité A pour laquelle les coûts sont plus élevés.
!
! 17!
1.3. Des hommes et des arbres
1.3.1. L’arbre
L’arbre est un organisme vivant qui fait partie du règne des végétaux appelé
« Plantae ». Les arbres sont des végétaux qui se caractérisent par cette capacité à se
développer en hauteur et à fabriquer des structures lignifiées essentielles à son maintien.
Morphologie
Généralement, un arbre est composé de structures souterraines, les racines, et de
structures aériennes, le tronc et le houppier. La Figure 9 schématise la morphologie de
l’arbre.
Figure 9 : Morphologie de l'arbre (univers-nature.com, 2015)
!
! 18!
L’arbre est donc composé de plusieurs parties :
- Les racines : Ce sont les structures souterraines qui permettent à l’arbre
d’exploiter les ressources du sol (eau, sels minéraux, etc.) et de lui assurer un
ancrage au sol ;
- Le houppier : qui forment l’ensemble des organes aériens de l’arbre (les branches,
les rameaux et le feuillage) ;
- Le tronc : est le corps de l’arbre qui relie le houppier au système racinaire. Il est
lui-même constitué de deux parties, le bois au centre entouré par de l’écorce. A la
base du tronc, se trouve le collet qui forme la zone de transition entre la partie
aérienne et souterraine d’un arbre.
L’ensemble forme la silhouette de l’arbre. Elle varie en fonction de ces différentes
parties mais également en fonction de son implantation ou de l’espèce.
En termes de biomasse, il est intéressant de remarquer que la biomasse aérienne équivaut,
en moyenne, au 3/4 de la biomasse totale d’un arbre. Dans Cairns et al. (1997), la
biomasse aérienne vaudrait 74 % de la biomasse totale. Nowak et Crane (2002) citent le
même ratio.
Il est admis que le tronc de l’arbre représente la plus grande part de biomasse. La revue
scientifique Econometrica de Juin 2011 cite le pourcentage de 62 % de biomasse stockée
dans le tronc d’un Erable sycomore (Acer pseudoplatanus L.).
Figure 10 : répartition de la biomasse dans un Erable sycomore (Acer pseudoplatanus L.). (Econometrica, Juin 2011)
!
! 19!
Ker (1980) distingue uniquement une différence entre les conifères et les feuillus. Les
feuillus stockeraient 70 % de leur biomasse aérienne dans leur tronc contre 67 % pour les
conifères. La biomasse du feuillage des conifères représenterait 8 % de la biomasse
aérienne contre 2 % uniquement pour les feuillus.
Jenkins et al. (2003) ont quant à eux développé une équation déterminant le ratio de
carbone par composantes de l’arbre (feuillage, écorce, tronc, et racines) en fonction de
paramètres et du DBH (Diamètre à 1,30 mètres de hauteur).
Au sein de l’arbre, le carbone est essentiellement présent dans le bois qui représente
l’essentiel de la biomasse. Les molécules constitutives du bois sont la cellulose (40 à
50% de la masse du bois), les hémicelluloses (20 à 30% de la biomasse) et la lignine (25
à 35% chez les résineux et 28 à 25% chez les feuillus)).
!
!Figure 11 : Répartition des composants de l'arbre selon GloballomeTree.org )
!
!
! 20!
Cycle de vie et croissance de l’arbre
Les arbres croissent à la fois en hauteur et en diamètre. La croissance en hauteur est
généralement rapide au cours du développement d’un jeune arbre jusqu’à ce qu’elle
devienne stable à l’âge adulte. Quant à la croissance en diamètre, celle-ci est lente au
début et s’accentue avec l’âge. Les arbres croissent en hauteur et en diamètre jusqu’à leur
dépérissement ou leur mort.
Graphiquement, nous pouvons représenter la croissance générale d’un arbre par une
courbe en forme de « S » comme l’illustre la Figure 12 représentant l’évolution du
volume cumulé par rapport au temps. Cette courbe, appelée sigmoïde, caractérise les trois
stades de développement d’un arbre (Bruyat, 2012) :
- La phase juvénile : au début de la courbe avant le premier point d’inflexion ;
- La phase reproductive ou de maturité : entre les deux points d’inflexion ;
- La phase de déclin ou de sénescence : après le deuxième point d’inflexion.
Figure 12 : Courbe de volume cumulé en fonction de l'âge de l'arbre (http://constellation.uqac.ca/895/ in Bruyat,
2012)
!
!
! 21!
Si la croissance en hauteur est assurée par les méristèmes apicaux, la croissance en
diamètre est, elle, assurée par un tissu, le cambium, situé entre l’écorce et le bois, qui
produit des couches de cellules vers l’intérieur du tronc. Cependant, cette croissance
dépend de nombreux facteurs tels l’espèce, le contexte pédologique, le climat, ou encore
la caractéristique du peuplement, essentiellement le niveau de concurrence entre les
arbres (Bary-Lenger A. et al., 1988) Dès lors, nous pourrions déjà suggérer que certaines
essences stockent plus de biomasse et donc de carbone.
!
!
! 22!
1.3.2. Eléments de physiologie végétale
Quel est le lien entre la végétation et le dioxyde de carbone (CO2) présent dans
l’atmosphère ? Les végétaux exploitent la matière autour d’eux, dont le dioxyde de
carbone (CO2), pour se maintenir en vie et se développer. Ces flux de carbone entre
atmosphère et végétation passent par un mécanisme spécifique au monde végétal, la
photosynthèse, mais également par la respiration végétale. Les arbres sont des
organismes autotrophes. Ils produisent leurs matières organiques à partir de matières
inorganiques (CO2, H20, sels minéraux, etc.)
La photosynthèse
La photosynthèse est le mécanisme d’entrée de carbone dans les écosystèmes terrestres.
Longtemps, on a pensé que les plantes, et donc les arbres, tiraient uniquement leurs
substances du sol et de l’eau. C’est finalement Joseph Priestly (théologien et chimiste
anglais) et Johann Ingenhousz (chimiste et médecin anglais) qui démontrèrent les
premiers que les végétaux « régénèrent » l’air vicié par la respiration animale" (in
Jacques G. et Saugier B., 2008)
La photosynthèse se résume par l’équation suivante :
!"! + 2!!!! + !ℎ!"!#!(!"#$è!") !→ !!! + !!!! + !!!!
Équation 1 : Equation générale de la photosynthèse.
Le végétal utilise le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau (H2O) pour synthétiser un « sucre
photosynthétique » (CH2O), élément de base des glucides6. La photosynthèse libère
également de l’oxygène (O2) et de la vapeur d’eau (H2O). L'énergie nécessaire à la
réaction est fournie par le rayonnement solaire. La réaction se déroule essentiellement
dans le feuillage.
L’utilisation d’isotopes a prouvé que l’oxygène libéré pendant la photosynthèse provient
entièrement de l’eau et que par conséquent le CO2 atmosphérique fournit tout le carbone
et l’oxygène à la synthèse des glucides (Jacques G. et Saugier B., 2008)
C’est par la photosynthèse que l’arbre exerce sa fonction de « puits de carbone ».
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!6 Glucide : Composant fondamental de la matière vivante, constitué de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, jouant dans l'organisme un rôle énergétique (Larousse).
!
! 23!
Respiration végétale
Pour utiliser l'énergie stockée sous forme de glucides, les végétaux doivent respirer.
L'ensemble des réactions permettant la respiration peut être résumées par l’équation
suivante :
!!!!"!! + !6!!! → !6!!"! + 6!!!! + é!"#$%"
Équation 2 : Réaction de respiration (Cas de l'oxydation du glucose)
Dès lors, on constate que les végétaux libèrent également du dioxyde de carbone (CO2).
Les végétaux, par cette réaction, utilisent (oxydent) les sucres produits par la
photosynthèse pour élaborer d’autres molécules présents dans leurs tissus, leurs cellules,
leurs membranes, etc. (protéines, enzymes, etc.). Cette réaction permet également le
maintien fonctionnel de ses cellules.
Si la photosynthèse se déroule uniquement dans le feuillage et les cellules
chlorophylliennes, la respiration a quant à elle lieu dans l’ensemble des tissus vivants du
végétal. Ces tissus respirent et se maintiennent en vie en utilisant du carbone fixé et de
l’oxygène.
Cependant, il est intéressant de rappeler que l’arbre est également constitué de tissus
morts. Le duramen qui forme le cœur du tronc est par exemple composé de cellules
mortes. Les branches, l’écorce, et les racines sont également constituées en partie ou en
totalité de tissus morts qui ne respirent plus. Le carbone qui y est présent est donc fixé
jusqu’au dépérissement de l’arbre.
!
! 24!
Respiration des décomposeurs
Les êtres vivants naissent, croissent, et meurent. Les végétaux ne font pas exception à
cette règle. En fin de vie, l’arbre qui dépérit se fragmente en morceau. Ces fragments
sont ensuite décomposés par des micro-organismes appelés décomposeurs. La matière
organique qui le composait est progressivement rendue en matière minérale. Et cette
matière minérale est ensuite renouvelée et utilisée pour former la matière organique
d’autres êtres vivants. Ce processus de décomposition est similaire au processus de la
respiration. Le carbone de la matière organique est alors transformé en CO2 et retourne
dans l’atmosphère.
Cependant, la totalité du carbone n’est pas minéralisé. 10 à 20% de la matière organique
ne sera pas transformé et formera l’humus du sol (Jacques G. et Saugier B., 2008).
En conclusion, l’arbre n’est pas à long terme un puits de carbone puisque l’essentiel de
son carbone fixé retournera dans l’atmosphère.
!
!
! 25!
1.4. La végétation urbaine comme puits de carbone (Questionnement, Etat
de l’art des travaux antérieurs)
1.4.1. La place du végétal dans un monde minéral
Dans l’histoire européenne, la ville médiévale ne connaît pas ou très peu
d’espaces verts. Les premiers véritables espaces verts datent pour la plupart de la
Renaissance. Leurs fonctions étaient généralement récréatives mais parfois scientifiques
à l’image des jardins botaniques, lors de l’importation des premières essences exotiques
issus de l’époque des voyageurs (voir par exemple le livre d’Andrée Corvol « Les Arbres
voyageurs »).
A la fin du XIXème siècle, l’Europe connaît une ère industrielle. Cette ère est
accompagnée d’un accroissement important des populations urbaines. Cette
accroissement, amplifié par un exode rural généralisé, a brutalement changé la forme
urbaine. Les villes commencèrent alors à s’ouvrir englobant partiellement les espaces
naturels autour d’elles.
Le développement des villes semble ne plus s’arrêter. Dans ce contexte, l’urbaniste
Ebenezer Howard propose un modèle qui pense la ville autrement en donnant entre autre
davantage de places aux espaces verts. Ce modèle, appelé « Cité-jardin », est répandu à
Bruxelles. On en dénombre une quinzaine à Bruxelles dont les illustres cités-jardins « Le
Logis » à Watermael-Boitsfort et « La Roue » à Anderlecht.
Figure 13 : Vue aérienne sur la cité-jardin "Le Logis" à Watermael-Boitsfort (LaCapital.be, 2012)7
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!7 Rédaction en ligne. « Watermael-Boitsfort : tout Floréal bientôt rénové », La Capital, 31 mai 2012. Consulté le 10 août 2015. < http://www.lacapitale.be/426539/article/regions/bruxelles/2012-05-31/watermael-boitsfort-tout-floreal-bientot-renove >
!
! 26!
Cependant, on se préoccupe toujours peu de la place du végétal en ville et, lorsqu’on s’y
attarde, c’est la fonction paysagère des espaces verts qui prime. Les années 1990 sont
marquées par une prise en conscience de la dégradation de l’environnement. On prend
conscience qu’un changement à l’échelle locale peut avoir des impacts à une échelle plus
large (Musy et al., 2014).
Peu à peu, on se rend compte que les espaces verts urbains peuvent présenter de
nouvelles fonctions et rendre des services à l’environnement et à notre bien-être.
Aujourd’hui, plus de la moitié de la population humaine vit en ville. Il paraitrait
inopportun de na pas repenser le rôle du végétal en ville.
!
!
! 27!
1.4.2. Les services écosystémiques de la végétation urbaine.
Aujourd’hui, on sait que la présence du végétal en ville contribue à l’amélioration
de la qualité de l’environnement et de la santé humaine. La végétation peut, en effet,
rendre des services. Ces services sont appelés « services écosystémiques ». Le Millenium
Ecosystems Assessment (Evaluation des écosystèmes pour le millénaire8) définit quatre
catégories de services : les services de soutien, les services de régulation, les services
d’approvisionnement, et enfin les services culturels (M.E.A. in Mwape Y., 2014).
Ce chapitre se veut donner une introduction aux différents bénéfices que la végétation
urbaine apporte. Ce travail de fin d’étude s’articulant finalement autour d’un seul service,
celui de la séquestration de carbone par les espaces verts, il reste néanmoins intéressant
de rappeler les autres bienfaits et d’éventuellement les comparer.
Les services de soutien
Les services de soutien sont à la base des autres services car ils permettent le maintien du
fonctionnement de l’écosystème. La photosynthèse réalisée par la végétation est
productrice d’oxygène O2, élément indispensable à la survie des autres êtres vivants.
Autre exemple, les espaces verts en ville sont des lieux d’habitats pour d’autres êtres
vivants permettant ainsi le maintien de la biodiversité.
Les services d’approvisionnement
Les services d’approvisionnement désignent la production de biens, les ressources que
nous offre le fonctionnement des écosystèmes. La production de bois (bois d’œuvre et
d’énergie) est par exemple un service d’approvisionnement que procure une forêt.
Cependant, les villes dépendent très majoritairement des milieux extérieurs à celles-ci et
il paraît inconcevable de voir les espaces verts urbains comme lieu d’exploitation
forestière. Il reste néanmoins comme service d’approvisionnement le développement de
l’agriculture en milieu urbain.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!8 L’Evaluation des écosystèmes pour le millénaire a été commandée par le Secrétaire Général de l’ONU Kofi Annan et visait à évaluer sur des bases scientifiques l’ampleur et les conséquences des modifications subies par les écosystèmes dont dépend notre survie et le bien-être humain. [ Source : Pereira, H.M, T. Domingos, and L. Vicente (editors), 2004, Portugal Millennium Ecosystem Assessment: State of the Assessment Report, Centro de Biologia Ambiental, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. In Wikipedia ]
!
! 28!
Les services culturels
Les services culturels désignent des services non-matériels qui sont obtenus à travers le
tourisme, les loisirs, l’éducation et l’enrichissement artistique, patrimonial et spirituel
(UICN, 2013). En ville, les espaces verts sont depuis longtemps des lieux à caractère
récréatif et social. Récemment, une enquête réalisée à Lyon a démontré que la demande
sociale de la nature en ville augmentait. Les résultats montrent que 56% des interrogés
désireraient la présence d’un espace vert à proximité de leur logement (Boutefeu E
(2009) in UICN, 2013)
Les services de régulation
Enfin, les services de régulation désignent les services rendus par les écosystèmes qui
permettent un contrôle de certains processus naturels. La présence d’espaces verts en
ville est par exemple utile dans la régulation des eaux. En effet, les espaces verts
diminuent le ruissèlement des eaux et donc des risques d’inondation.
Les espaces verts régulent également la qualité de l’air en absorbant certains gaz et en
réduisant la concentration de particules polluantes et fines.
Enfin, la capture et le stockage du dioxyde de carbone (CO2) par la végétation est
également considéré comme un service de régulation.
Figure 14 : Classification fonctionnelle des services écologiques selon le Millennium Ecosystems Assesment (MEA,
2005 in UICN, 2013)
Services de soution ou fonctions écologiques des écosystèmes .
Services de régulation
Services d'approvisionnement Services culturels
Bénéfices matériels et non-matériels pour le bien-être humain.
!
! 29!
1.4.3. Les études quantifiant la masse de carbone stockée par la végétation
urbaine.
La difficulté de définir « végétation urbaine »
Les études quantifiant la masse de carbone stockée par la végétation urbaine existent
depuis les années 1990 mais la première remarque que l’on peut faire sur celles-ci est la
difficulté de cerner ce qu’elles définissent exactement par végétation urbaine.
En effet, certaines ne considèrent que les parcs sans prendre en compte les arbres de
voirie, d’autres les considèrent. Qu’en est-il des jardins privés ? Faut-il les prendre en
compte dans une étude et comment ? De plus, le développement croissant des toitures et
façades végétales en ville complexifie également le terme de végétation urbaine.
Dans la littérature scientifique, cette diversité se traduit par l’emploi général de
l’expression de « forêt urbaine » pour désigner la végétation urbaine. Le terme provient
de l’anglais « urban forest » (Musy et al., 2014)
L’analyse menée par l’ANR VegDUD révèle que les études concernent majoritairement
des espaces publics, indépendamment du type de végétation. Dans celle-ci, on parle de
dispositifs étudiés pour définir ce qui est entendu par « végétation urbaine ».
Le tableau ci-dessous synthétise les dispositifs étudiés dans la littérature scientifique.
Tableau 3 : Dispositifs de végétation urbaine étudiés (selon Musy M. et al., 2014)
Dispositifs étudiés Nombre Pourcentage
« Urban forest » y compris arbre urbain et arbre de rue 31 cas 45 %
Végétation urbaine (pour les études de flux de carbone) 9 cas 13 %
Herbes et sol 7 cas 10 %
Espaces verts : parc urbains 6 cas 9 %
Zones résidentielles, y compris jardins urbains 6 cas 9 %
Toits végétalisés 3 cas 4 %
Autres 7 cas 10 %
Total 69 100 %
!
!
! 30!
La Région de Bruxelles-Capitale ne fait pas exception à cette diversité des typologies.
Bruxelles environnement9 scinde la végétation urbaine en quatre types d’espaces verts :
les jardins et domaines privés, les espaces verts publics (parcs, jardins et bois), les
friches, et les autres. Par « autres », elle entend la végétation associée aux voies ferrées,
les terrains de jeux, de sport et de loisir, les cimetières bruxellois, les espaces verts
associés à la voirie, et les quelques zones de production agricole.
L’étude menée, en 2009, par le BRAT (Bureau de Recherche en Aménagement du
Territoire, 2009) a réalisé un inventaire des espaces verts et récréatifs accessibles au
public en Région de Bruxelles-Capitale. Les résultats sont présentés dans la Figure 15 et
donnent la répartition de la superficie de ces espaces verts par catégorie.
Figure 15 : Répartition de la superficie des espaces verts et récréatifs par catégorie pour un total de 3037 ha (source :
BRAT, 2009)
Cette répartition ne considère pas les jardins et les domaines privés qui sont très bien
représentés dans la ville de Bruxelles. Ils représenteraient, selon Bruxelles
environnement, 42 % de la superficie verte totale de la Région.
Finalement, la végétation couvrirait 54% du territoire régional (Voord et al.. 2010 in
Bruxelles Environnement, Rapport Nature, 2012) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!9 Bruxelles Environnement (anciennement l’Institut Bruxellois pour la Gestion de l’Environnement) est l’administration régionale de l’environnement et de l’energie. (http://www.environnement.brussels)
Bois 58%
Cimetière 5%
Friche 1%
Espace public majoritairement
végétalisé 34%
Espace public majoritairement
minéralisé 2%
!
! 31!
La carte suivante illustre cette diversité des espaces verts dans la ville de Bruxelles
Figure 16 : Végétation urbaine de la ville de Bruxelles (réalisation : IBGE. source : Igeat et al. (1997), Van den Balck
(2011), PRAS (2001).)
!
!
! 32!
Différentes méthodes d’estimation du stockage de carbone dans la végétation
Il n’existe pas une mais plusieurs méthodes qui permettent d’estimer la quantité de
carbone capturée par la végétation. L’analyse bibliographique a ainsi été réalisée dans
Musy et al. (2014) et complétée par l’ANR VegDUD10 (Agence Nationale de Recherche,
France) afin de recenser les différentes méthodologies. L’objet d’étude qui domine dans
les différents travaux recensés est la capacité de la végétation urbaine à stocker et
séquestrer du carbone (Musy et al., 2014).
L’analyse bibliographique a mis en évidence quatre principales méthodes d’estimation :
1. les équations de biomasse,
2. le modèle de type « Ufore » (Urban Forest Effects),
3. l’analyse d’images satellitaires reliée à des modèles typologiques,
4. et enfin les techniques de mesures atmosphériques (Eddy-Covariance).
La technique de mesures atmosphériques est une technique de micro-climatologie qui
s’appuie sur des mesures des flux de CO2. En fonction du terrain et des vents, on peut
identifier l’origine des flux et estimer la quantité de CO2 émis et/ou absorbé.
L’analyse des images satellitaires permet également d’estimer la quantité de carbone
stocké dans des parcelles de territoire à l’aide d’outils de télédétection.
Quant au modèle Ufore, il a été développé au Etats-Unis et permet de mesurer les
services écosystémiques rendus par les forêts urbaines. Ce modèle s’appuie sur des
recherches menées aux Etats-Unis.
Enfin, les équations de biomasse sont des modèles mathématiques qui permettent
d’estimer la biomasse d’un arbre selon son espèce, sa situation géographique, et ses
données dendrométriques. Il existe également des équations de volume qui peuvent être
utilisées simultanément. Ces types d’équation sont appelés « équations allométriques ».
Nous les développerons dans le point 2.4.
!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!10 Le projet “VegDUD”, lancé en 2009, vise à établir une synthèse des différents rôles que le végétal a en ville.
!
! 33!
Diversité des résultats obtenus
L’analyse bibliographique de Musy et al. (2014) révèle que les résultats varient
fortement d’une étude à l’autre. Plusieurs raisons peuvent expliquer une telle diversité :
1. La méthode d’estimation utilisée ;
2. Les dispositifs étudiés ;
3. Le contexte géographique.
Comme nous l’avons dit, il existe plusieurs méthodes d’estimation de la masse de
carbone stockée dans la végétation urbaine. Chaque méthode prend en compte différents
paramètres qui sont susceptibles de modifier légèrement les résultats.
Les dispositifs étudiés sont également source de variabilité dans les résultats. Tout
logiquement, un terrain de golf ne stocke pas la même quantité de carbone qu’un parc
urbain d’une même superficie. Jo & McPherson (1995) qui étudient la végétation des
zones résidentielles arrivent à un résultat de 26,15 kg C/m2 alors que Bruyat (2011)
arrive à un résultat de 55 kg C/m2 pour les parcs en périphérie de la ville de Lyon. Les
résultats les plus faibles sont obtenus sans réelle surprise pour les toitures végétales, soit
0,378 kg C/m2 (Getter et al., 2009).
Le contexte géographique peut également influencer les résultats. La croissance végétale
ne se déroule pas identiquement dans toutes les zones bioclimatiques de la Terre. En
milieu tropical, les arbres ne sont pas stoppés par une période hivernale et continuent de
croître et donc de stocker davantage de carbone. Au contraire, en milieu froid, la
croissance est ralentie.
La Figure 17 résume les résultats de stockage de carbone (en kg C/m2) considérant les
espaces végétalisés pris de manière isolé. La moyenne des résultats est de 19,77 kg C/m2.
On remarquera les valeurs minimales de 5,02 kg C/m2 pour la ville Jersey city au U.S.A.
(Nowak & Crane, 2002) et maximales de 55 kg C/m2 pour l’agglomération de Lyon
(Bruyat, 2011).
!
! 34!
Figure 17 : Comparaison des résultats de stockage de carbone (en kg C /m2 ) dans les espaces végétalisés pris de
manière isolé et rapporté à la superficie de la ville entière (Réalisation sur base de l'analyse bibliographique de Musy M
et al (2014))
0! 10! 20! 30! 40! 50! 60!
Sacramento!(USA)!
Lyon!(agglomération)!
Lyon!(centre!ville)!
Pune!(Inde)!
Santiago!(Chilie)!
Toronto!
Santiago!(Chilie)!
Shenyang!(Chine)!
Karlsruhe!(Allemagne)!
Leipzig!(Allemagne)!
Leicester!(RoyaumeSUni)!
Hangzhou!(Chine)!
Baltimore!(USA)!
Syracuse!(USA)!
Philadelphia!(USA)!
Atlanta!(USA)!
Jersey!city!(USA)!
USA!moyenne!
Syracuse!(USA)!
Merseyside!(RoyaumeSUni)!
Merseyside!(RoyaumeSUni)!
Toronto!
Chicago!(USA)!
Barcelone!
Oakland!(USA)!
Boston!(USA)!
Taiwan!
Beijing!(Chine)!
Stockage,en,kg,C/m2,
Villes,étudiées,
Moyenne!
!
! 35!
1.4.4. Les études quantifiant la masse de carbone séquestré par la végétation
Les études quantifiant la masse de carbone séquestrée par an par la végétation sont
moins nombreuses. En effet, la plupart des études se limitent à estimer uniquement la
masse de carbone stocké. Sur les 28 études relevées par l’analyse bibliographique et qui
étudient la végétation urbaine prise de manière isolée, seulement 13 se sont penchées sur
la séquestration de carbone par année.
Dans les 13 études recensées, les résultats varient entre 0,09 kg C /m2/an et 2,84 kg C /m-2/an avec une moyenne de 0,81 kg C /m2/an. Les résultats sont illustrés à la Figure 18.
Figure 18 : Comparaison des résultats de séquestration de carbone (en kg C /m2/an ) dans les espaces végétalisés pris
de manière isolé et rapporté à la superficie de la ville entière (Réalisation sur base de l'analyse bibliographique de
Musy M et al. (2014))
0! 0,5! 1! 1,5! 2! 2,5! 3!
Sacramento!(USA)!
Shenyang!(Chine)!
Hangzhou!(Chine)!
Baltimore!(USA)!
Syracuse!(USA)!
Philadelphia!(USA)!
Atlanta!(USA)!
Jersey!city!(USA)!
Merseyside!(RoyaumeSUni)!
Toronto!
Barcelone!
Taiwan!
Beijing!(Chine)!
Stockage,en,kg,C/m2/an,
Villes,étudiées,
!
! 36!
Rowntree & Nowak (1991) ont développé une équation pour estimer la quantité de
carbone séquestré par année et par surface arborée en estimant le développement annuel
des arbres par classes de DBH (in Musy et al., 2012) :
!"#$"%&'(&)*+!!"!!"#$%&'! !"##$%. ℎ!!!.!"!!
= 8,275. 10!!×!(%!!"!!"#$%&'#&%!!"#$"é) Équation 3 : Estimation de la séquestration de carbone selon Rowntree & Nowak (1991).
!Plus récemment, Scharenbroch B.C. (2012) propose d’estimer la séquestration de carbone
atmosphérique (CO2) d’un arbre par année en fonction de la quantité de carbone qui y est
présent et de la durée de vie de celui-ci. L’équation se présente sous cette forme :
!"#$"%&'(&)*+!!"!!"#$%&'! !"!"!.!""é!!!
= !"#$%!!"!!"#$%&'!(!"!"!)!×!3,644!×!(!"#é!!!"!!"#!!"!!!!"#è!")!!
Équation 4 : Estimation de la séquestration de carbone selon Scharenbroch B.C. (2012).
La valeur 3,644 représente le rapport entre la masse molaire du dioxyde de carbone CO2
(44,0098 g.mol-1) et du carbone (12,011 g.mol-1).
Si l’estimation de la séquestration de carbone selon Scharenbroch (2012) dépend du stock
de carbone contrairement à celle de Rowntree & Nowak (1991), elle dépend également
d’une donnée très variable, celle de la durée de vie d’un arbre. En effet, il paraît peu
concevable de déterminer la durée de vie d’un arbre ou d’une espèce avec exactitude.
Cette valeur dépend de nombreux facteurs et varie dans la littérature. Scharenbroch
(2012) souligne lui-même que la tolérance des arbres aux stress urbains doit être pris en
compte dans l’estimation du potentiel des arbres à séquestrer du carbone.
!
!
! 37!
1.5. Objectifs du TFE Finalement, ce travail de fin d’étude tente d’apporter une réflexion sur les espaces
verts urbains et leurs bienfaits sur notre société. Plus précisément, il cherche à quantifier
l’un de ses bienfaits, celui de compenser en partie nos émissions de dioxyde de carbone
(CO2).
Pour l’élaboration de ce travail de fin d’étude, deux objectifs opérationnels sont
distingués :
1. Quantifier le stock de carbone dans un parc urbain en choisissant un cas d’étude ;
2. Quantifier la quantité de carbone séquestré par an dans le parc.
En parallèle, deux objectifs secondaires sont également cités :
1. Transposer ses résultats à l’échelle régionale ;
2. Chiffrer ce bénéfice en une valeur monétaire (€/$).
1.6. Etude de cas : Le parc de Woluwe Etudier séparément tous les espaces verts de la Région de Bruxelles – Capitale
dépasse la portée d’un travail de fin d’étude. C’est pourquoi nous nous tiendrons
uniquement à étudier un parc de la région.
Le cas d’étude est le Parc de Woluwe. Celui-ci sera davantage expliqué au point 2.1 de la
partie «Matériels et méthodes ».
Le choix du cas d’étude s’explique simplement car nous disposons de données
d’inventaires exceptionnels.
!
!
! 38!
2. Matériels et méthodes
2.1. La zone modèle : Le parc de Woluwe
2.1.1. Localisation
Dans le cadre de ce travail de fin d’étude, la zone modèle est le parc de Woluwe
situé à l’Est de la Région de Bruxelles-capitale. D’une superficie de 69 ha, le parc
s’étend sur les communes de Woluwe-Saint-Pierre et d’Auderghem. Le parc est longé au
nord par l’avenue de Tervuren, à l’est par le boulevard du Souverain et à l’ouest par le
quartier « Chant d’oiseau ».
Figure 19 : Situation et localisation de la zone d'étude par rapport à la Région de Bruxelles-Capitale. (Réalisation à
partir d'AutoCAD et de QGis. Source GIS: Urbis)
Il se prolonge dans la commune de Woluwe-Saint-Pierre par le Parc Parmentier et dans la
commune d’Auderghem par le Parc des Etangs Mellaerts. Le Parc de Woluwe fait partie
intégrante du maillage vert bruxellois. Il est en effet relié au parc du Cinquantenaire par
!
! 39!
l’avenue de Tervuren, et à l’ensemble des parcs qui longe au nord la vallée de la
Woluwe. Il se situe également à proximité de la Forêt de Soignes au sud-est.
2.1.2. Historique
En 1887, la Belgique accueillait l’Exposition Internationale de Bruxelles.
L’exposition se déroulait sur deux sites ; le Parc du Cinquantenaire et le domaine royal
de Tervuren. L’avenue de Tervuren, ainsi qu’une nouvelle ligne de Tram, furent alors
aménagées la même année afin de relier les deux sites. Le Roi Léopold II voulait créer un
parc le long de cette avenue pour rendre le lieu plus attrayant.
Installé sur les vestiges du Maesdaelbosch, zone boisée qui était rattachée à la
Forêt de Soignes, le site était contrairement à aujourd’hui plat et sans relief. L’architecte
paysagiste français Emile Lainé proposa au Roi de réaménager le site en un lieu vallonné.
Des travaux de terrassement débutèrent et durèrent trois années (1896-99). Les terres
excavées servirent à la création des étangs mais aussi au fameux talus qui font
aujourd’hui les caractéristiques paysagères du parc. Il est important de noter que les
arbres présents dans le parc étaient déjà avant son aménagement ; plusieurs arbres sont
âgés de plus de 150 ans (Bruxelles Environnement, 2011).
Le parc appartient à la Région bruxelloise depuis la Donation Royale de 1909 à
l’Etat belge et est actuellement géré par Bruxelles environnement.
2.1.3. Contexte pédologique.
D’un point de vue géologique, le parc de Woluwe, ainsi que la Moyenne Belgique,
s’étend sur la région limoneuse.
Les sols y sont de nature acide (pH compris entre 3,7 et 4,5 ; sauf sur les sols remaniés
où les pH sont supérieurs à 6).
L’examen de la carte pédologique 88E-Zaventem révèle la présence de sols de type :
- Aba : Sol limoneux, à drainage favorable et à horizon B textural ;
- AbB : Sol limoneux, à drainage favorable, et à horizon B textural ou
structural ;
!
! 40!
- Abp : Sol limoneux, à drainage favorable, et absence de développement
de profil ;
- ADp : Sol limoneux, à drainage modéré ou imparfait (profondeur
d’apparition de traces d’oxydo-réduction entre 50 et 150 cm), et absence de
développement de profil ;
- sAbB : Sol limoneux, à drainage favorable, et à horizon B textural ou
structural (+ charge sablo-graveleuse).
2.1.4. Typologie des espaces verts et bleus
Sur la carte du Plan Régional d’Affectation du Sol (PRAS), le site se distingue par
une grande zone de parc, quatre zones d’eau, et deux zones de sports ou de loisirs en
plein air.
Figure 20 : Affectations du Parc de Woluwe selon le Plan Régional d'Affectation du Sol (P.R.A.S.). Source : Brugis
Le parc possède en effet quatre étangs artificiels qui longent l’Avenue de Tervuren et le
croisement avec le Boulevard du Souverain. Les étangs « Bemel » et « Long » sont
alimentés par le ruisseau « Le Bemel », tandis que les étangs « Ronds » et « Denis » le
sont par des sources. Leurs aménagements ont été conçus afin de permettre le
développement d’une flore et d’une faune aquatique.
14/08/2015
Page 1 of 2
14/08/2015
Affectations
Page 2 of 2
!
! 41!
Les espaces verts du site se distinguent par des massifs boisés entrecoupés par de vastes
pelouses et représentent 34,91 ha, soit plus ou moins la moitié de la superficie totale du
parc.
2.1.5. Description du peuplement forestier
Le peuplement forestier du parc se distingue par une grande diversité d’espèces
d’arbres. On retrouve jusqu’à 125 espèces différentes pour 44 genres. Cinq genres sont
particulièrement représentés ; les érables (Acer spp.), les chênes (Quercus spp.), les
frênes (Fraxinus spp.), les bouleaux (Betula spp.), et enfin les hêtres (Fagus spp.). Ces
cinq genres représentent 70% du patrimoine arboré du parc. La figure suivante illustre la
fréquence en pourcentage des essences majoritaires du parc.
Figure 21 : Fréquence des genres au sein du parc de Woluwe.
On y retrouve des essences indigènes comme le Hêtre commun (Fagus sylvatica L.) ou le
Bouleau verruqueux (Betula pendula Roth.) mais aussi des espèces exotiques comme le
Chêne rouge d’Amérique (Quercus rubra L.) et le Châtaignier (Castanea sativa Mill.).
Le parc présente également des essences considérées comme invasives telles le Robinier
faux-acacia (Robinia pseudoacacia L.) ou l’Ailante (Ailanthus altissima Mill.).
Les feuillus sont largement majoritaires et représentent 91,45 % de l’ensemble des
peuplements.
Acer spp. 31%
Quercus spp. 16%
Fraxinus spp. 12%
Betula spp. 6%
Fagus spp. 5%
Autres 30%
!
! 42!
Au sein des cinq principaux genres, on observe une légère dominance des hêtres en terme
de dimensions. La Figure 22 illustre la hauteur moyenne des cinq genres les plus
représentés.
Figure 22 : Hauteurs moyennes des cinq genres les plus représentés.
Les Hêtres (Fagus spp.) ont la hauteur moyenne maximale avec 23,77 m et les Erables
(Acer spp.) ont la hauteur moyenne minimale (20,30 m).
Le graphique de la Figure 23 illustre la répartition du diamètre des arbres. On remarquera
que la grande majorité des arbres ont un diamètre à 1,50 m de hauteur allant de 30 à 50
cm.
Figure 23 : Répartition des arbres par classes de diamètres.
Acer! Betula! Fraxinus! Quercus! Fagus!Hauteur!moyenne!(m)! 20,30! 21,51! 21,87! 22,74! 23,77!
18!
19!
20!
21!
22!
23!
24!
25!
0!
200!
400!
600!
800!
1000!
1200!
30!35!40!45!50!55!60!65!70!75!80!85!90!95!100!105!110!115!
Eff
ectif
Classe de diamètres (cm)
!
! 43!
Le graphique de la Figure 24 illustre la répartition des arbres du parc par classe de
hauteur. On remarquera que la classe de hauteur allant de 20 à 25 m est particulièrement
représentée.
!Figure 24 : Répartition des arbres par classes de hauteur.
!Le peuplement forestier des massifs boisés est exclusivement de la futaie. Il est en effet
constitué de peuplement d’arbres issus de graines par reproduction germinative.
!!
0!
500!
1000!
1500!
2000!
2500!
3000!
3500!
[5!S!10]! [10!S!15]! [15!S!20]! [20!S!25]! >!25!m!
Effectif,
Classe,de,hauteur,(m),
!
! 44!
2.2. Les données de terrain
2.2.1. Description
Les données de terrain en possession sont des données d’inventaires forestiers
provenant de Bruxelles Environnement. L’inventaire a recensé 6471 arbres pour le Parc
de Woluwe. Cependant, il n’a pas été exhaustif concernant les arbres de petits gabarits.
Les arbres d’un diamètre de moins de 30 cm à 1,50 m de hauteur n’ont pas été tous
recensés.
Les paramètres pris en compte lors de l’inventaire sont expliqués dans le point suivant.
Les données manquantes pour l’élaboration de ce travail de fin d’étude ont été estimées à
partir de ces mêmes paramètres.
2.2.2. Paramètres
Sur chaque arbre du parc de Woluwe, les facteurs suivants ont été mesurés :
circonférence. La surface terrière (Gi) et le volume (Vi) de chaque arbre ont été calculés.
La hauteur et le diamètre de la couronne de chaque arbre a également été estimé.
Circonférence et Diamètre
Les circonférences ont été mesurées à l’aide d’un mètre ruban à une hauteur de 1,50 m
par rapport au sol. Dans la littérature, la circonférence se mesure parfois à 1,30 m. Pour
des raisons de facilité lors de l’utilisation des équations allométriques, nous faisons
l’hypothèse que la circonférence à 1,50 m de hauteur (C150) est égale à la circonférence
à 1,30 m de hauteur (C130). C’est une hypothèse assez forte mais nous ne disposons pas
de moyens de connaître rapidement cette valeur avec une confiance élevée.
Le diamètre se mesure quant à lui à l’aide d’un compas forestier et généralement à
hauteur de poitrine. Il se mesure également à des hauteurs différentes selon les mœurs et
le pays. Mesuré à 1,40 m de hauteur au Etats-Unis, il est mesuré à 1,30 m en Europe.
L’inventaire n’a pas mesuré les diamètres des arbres du parc. L’estimation de cette
donnée s’est donc réalisée à partir de la circonférence en considérant la section
transversale du tronc comme un cercle parfait.
!
! 45!
Hauteur de l’arbre et diamètre de la couronne
Les hauteurs des arbres, ainsi que le diamètre de la couronne, ont été estimés par classe
de hauteur :
- [0 ; 5] m ;
- [5 ; 10] m ;
- [10 ; 15] m ;
- [15 ; 20] m;
- [20 ; 25] m ;
- > 25 m.
Surface terrière
La surface terrière correspond à la surface de la section horizontale des arbres à 1,30 m
(Gaudin S. in Penninckx V., 2013).
!
!
! 46!
2.3. Méthodes d’estimation du stock de carbone
2.3.1. Le choix de la méthode.
Le choix de la méthodologie s’est finalement porté sur les équations de biomasse.
Nous pouvons expliquer ce choix par deux raisons principales. Premièrement, l’analyse
bibliographique révèle que l’utilisation des équations de biomasse est la démarche la plus
utilisée pour l’estimation du stock de carbone dans un peuplement forestier urbain. Et
deuxièmement, cette méthodologie est la démarche la plus concevable dans le cadre d’un
Travail de Fin d’Etudes en Gestion de l’Environnement Urbain. En effet, il paraissait peu
envisageable d’opter pour une méthodologie basée sur des mesures de flux de CO2 ; cette
méthode relève de la recherche fondamentale.
2.3.2. Cheminement général : des données dendrométriques à la quantité de
Carbone stockée dans le parc de Woluwe.
L’estimation de la biomasse devient dès lors une étape essentielle dans
l’évaluation du stock de carbone (Mbow, 2009)
Généralement, les équations allométriques déterminent la biomasse d’un arbre à partir de
son diamètre à 1,30 m ou 1,50 m de hauteur. Les données de terrain en possession
comprenaient la circonférence de l’arbre à 1,50 m de hauteur. La première étape
consistait alors à transcrire les données de circonférence en diamètre.
A partir des données de diamètre (et de hauteur dans certains cas), l’estimation de la
biomasse aérienne est réalisable. Par biomasse aérienne, on considère le tronc, l’écorce,
le houppier et également le feuillage de l’arbre. Les équations allométriques qui estiment
la biomasse sont développées dans le point 2.4.
Les arbres stockent également du carbone dans leurs racines. Cependant, la plupart des
équations ne considèrent pas les racines. Les résultats de la biomasse aérienne sont dès
lors réajustés. On fait l'hypothèse que la biomasse souterraine représente 26% de la
biomasse totale (Cairns et al, 1997 in Nowak et Crane, 2002). Ce coefficient est une
moyenne de l’ensemble des coefficients identifiés dans la littérature.
!
! 47!
Une fois la biomasse totale estimée pour chaque arbre du parc, il reste à déterminer la
quantité de carbone présent dans celui-ci. Il est en effet généralement admis que la
fraction de carbone stocké dans la biomasse sèche de l’arbre représente 50% de celui-ci
(Brown, 1997 ; Cairns et al., 2003 ; Chave et al., 2005 ; Gibbs et al., 2007 ; Lewis et al.,
2009) in Ernst G, 2012). La biomasse totale est convertie en carbone stocké par un
facteur CF de 0,5 (Yoon et al., 2013):
!"!"#$%!!"#$%é = !"#$%&&'!!"!#$!!!!"
La Figure 25 illustre le cheminement général pour l’obtention de la quantité de carbone
dans un arbre à partir des données dendrométriques.
Figure 25 : Cheminement général pour l’estimation de la quantité de carbone stocké.
!
! 48!
Cependant, ce schéma reflète uniquement le cheminement général. Or, lors des
recherches d’équations, l’un des problèmes rencontrés était notamment la diversité des
équations. Pour certaines essences, il n’existait par exemple que des équations de volume
contraignant de passer par des cheminements alternatifs. L’ensemble de ces particularités
sera développé dans les points suivants.
2.4. Les équations allométriques
Le terme allométrie a été créé en 1936 par Julian Huxley et Georges Teissier. Du
grec « allos » signifiant « autre » et du latin « metricus », le terme désigne « autre que
métrique ». L’allométrie désigne l’étude des relations existantes entre le développement
d’un composant d’un organisme par rapport à un autre. Très utilisées en Biologie, les
équations allométriques permettent par exemple d’établir une relation entre le
développement d’un organisme et la taille de son cerveau.
En foresterie, les équations allométriques sont utilisées depuis longtemps. Elles
établissent une relation entre une donnée dendrométrique généralement facile à mesurer
(hauteur, diamètre ou circonférence à 1,50 m de hauteur, etc.) et une propriété plus
difficile à estimer comme le volume d’un arbre ou sa biomasse.
La forme mathématique des équations allométriques se présente principalement sous la
forme d’une fonction puissance :
Équation 5 : Forme classique d'une équation allométrique.
! = !.!!
Où :
Y = la caractéristique à mesurer en fonction de X (Biomasse ou Volume)
X = la caractéristique mesurée (Circonférence, diamètre, hauteur de l’arbre, etc.)
a = constante de proportionnalité
b = constante allométrique
!
!
! 49!
L’utilité de l’allométrie réside dans son approche « non destructrice ». En effet, les
équations allométriques nous permettent de produire des informations quantitatives sans
pour autant détruire l’individu. Remarquons, cependant, que l’élaboration des équations
allométriques est malgré tout basée sur une approche destructive.
Ces équations sont développées par des centres de recherche, des administrations, des
compagnies d’exploitations forestières, etc. et se retrouvent dès lors un peu éparpillées.
En réponse à ce contexte, la FAO (Organisation des Nations unies pour l'alimentation et
l'agriculture), le centre de recherche français CIRAD, et l’Université de la Tuscia en
Italie (UNITUS-DIBAF) ont développé une plateforme dont l’accès est libre et gratuit
recensant de nombreuses équations développées qui est appelé GlobAllomeTree
(Globallometree, 2013). La plateforme est consultable via le lien suivant :
http://www.globallometree.org.
2.4.1. Equation de biomasse versus équation de volume
Pour la réalisation de ce travail, nous utilisons des équations de biomasse ainsi
que des équations de volume. Elles peuvent être à une ou à deux entrées. C’est-à-dire
qu’il faut soit une donnée dendrométrique, soit deux.
Les équations de volume, comme leur nom indiquent, permettent d’estimer un volume.
Par exemple, l’équation de Dagnelie et al. (1999) donne le volume VC22 du tronc11 d’un
Mélèze d’Europe (Larix decidua Mill.). L’équation s’énonce ainsi :
!!"22 = 0,019784− (0,0031514.!150)+ (1,2589. 10!.!150!!)− (5,06. 10!.!150!)!
Équation 6 : Equation de volume du Larix decidua (Dagnelie et al., 1999)!
!!Où !150 désigne la circonférence (en cm) de l’arbre à 1,50 m de hauteur. Pour une
circonférence de 140 cm, nous obtenons un volume de 1,91 m3.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!11 Le volume du tronc est défini comme le « volume en m3 du bois fort de la tige correspondant à la découpe de 22 cm de circonférence» (Dagnelie et al., 1985)
!
! 50!
Figure 26 : Volume d'un Larix decidua en fonction de sa circonférence selon l’équation de Dagnelie et al. (1999).
Les équations de biomasse estiment quant à elle directement la biomasse d’un arbre à
partir de deux entrées (Diamètre à hauteur de poitrine et Hauteur de l’arbre). L’équation
de Bunce R.G.H. (1968) détermine la biomasse d’un Erable sycomore (Acer
pseudoplatanus L.). Celle-ci est développée ci-dessous.
Figure 27 : Biomasse d’un Acer pseudoplatanus en fonction de sa circonférence selon l’équation de Bunce RGH
(1968)
0,00!1,00!2,00!3,00!4,00!5,00!6,00!7,00!8,00!9,00!10,00!
10! 30! 50! 70! 90! 110! 130! 150! 170! 190! 210! 230! 250! 270! 290!
Volume,(m3),
Circonférence,à,1,50m,(en,cm),
0,000!
500,000!
1000,000!
1500,000!
2000,000!
2500,000!
3000,000!
3500,000!
10! 30! 50! 70! 90! 110!130!150!170!190!210!230!250!270!290!
Biom
asse,(kg),
Circonférence,à,1,50m,(en,cm),
!
! 51!
2.4.2. Choix des équations.
Une des difficultés de ce travail fut celle du choix des équations. Or, la première
source d’erreur dans l’estimation de la biomasse ou du volume d’un arbre provient du
choix des équations (Chave et al. 2004 in Ernst, 2012).
Pour ce travail, nous définirons une équation idéale comme une équation estimant
l’ensemble des composants de la biomasse aérienne d’un arbre (tronc, houppier, et
feuillage) implantée en milieu forestier et réalisée en Europe. Les équations
allométriques spécifiques sont données à l’Annexe 3.
Cependant, dans la pratique, la diversité des équations est telle qu’il est impossible
d’avoir une « équation idéale » pour chaque essence d’arbre.
Voici les principaux cas de figure qui illustrent la diversité des équations allométriques :
- Cas A : Plusieurs équations pour une espèce ;
- Cas B : Pas d’équation pour une espèce ;
- Cas C : Equation pour une espèce implantée hors Europe.
Cas A : Plusieurs équations spécifiques à une espèce.
Lorsqu’il y a plusieurs équations pour une espèce, le choix s’oriente logiquement vers
celle qui détient le plus de caractéristiques d’une équation idéale.
Cas B : Aucune équation spécifique à une espèce.
Dans Z. G. Davies et al. (2011), l’absence d’équation pour une espèce est compensée en
utilisant l’équation de l’espèce la plus proche ou, en dernier recours, une équation
générique pour les feuillus/conifères. Finalement, nous optons dans ce cas-ci pour le
choix de l’équation de l’espèce qui présente le gabarit et la morphologie la plus proche.
Cette détermination a été réalisée en concertation avec des spécialistes de la morphologie
des arbres.
Cas C : Equation spécifique mais développée hors d’Europe.
En ce qui concerne l’origine des équations, nous primons les équations provenant de
Belgique. S’il n’existe pas d’équation belge, le choix se tourne vers des équations
provenant de pays européen au climat similaire. Et enfin, si l’équation spécifique est
absente du continent européen, les équations nord-américaines sont privilégiées de celles
!
! 52!
provenant des autres continents. L’objectif est en effet d’utiliser l’équation d’une espèce
établie dans un écosystème présentant des caractéristiques similaires à ce que l’on trouve
dans la Forêt de Soignes ou en moyenne Belgique.
Les équations de volume, notamment les équations de Dagnelie (Belgique), sont
privilégiées aux équations de biomasse nord-américaines.
2.4.3. Cheminements alternatifs : étapes intermédiaires
Pour rappel, le cheminement général de l’estimation du stock de carbone dans le parc de
Woluwe, illustré à la Figure 25, consiste à estimer la biomasse aérienne à partir de
données dendrométriques. La biomasse aérienne est ensuite traduite en biomasse totale
en considérant que la biomasse souterraine représente 26% de la biomasse totale (Cairns
et al, 1997 in Nowak et Crane, 2002). Et enfin, cette biomasse totale est traduite en
quantité de Carbone par un facteur CF de 0,5 (Yoon et al., 2013).
Cependant, dans de nombreux cas, il était nécessaire de passer par une ou plusieurs
étapes intermédiaires entre les données dendrométriques et la biomasse aérienne. Nous
pouvons distinguer deux principaux cheminements alternatifs : ceux qui passent par le
volume et ceux qui passent par la biomasse/volume de certaines composantes de l’arbre.
En passant par le Volume
Ce cas de figure est celui de l’existence uniquement d’équation de volume pour plusieurs
essences. Dans ce cas, l’estimation de la biomasse demande une étape supplémentaire :
traduire les volumes estimés en biomasse. Pour cela, une donnée complémentaire est
nécessaire, celle de la densité du bois.
La densité, ou masse volumique, représente un rapport entre la masse du bois et un
volume en m3. Son unité est généralement en kilogramme par mètre cube (!"!!).
La biomasse est donc déterminée par l’équation suivante :
!"#$%&&' = !"#$%&!!!!"#$%&é = !!! !!.!!!"!! = !"
Équation 7 : Estimation de la biomasse à partir du volume et de la densité.
!
! 53!
Les densités utilisées sont citées à l’Annexe 2 et proviennent de la banque de donnée
Worldagroforestry12.
En passant par la Biomasse/Volume de certains composants de l’arbre.
Toutes les équations ne prennent pas en compte l’ensemble des composants d’un arbre.
Certaines considèrent la biomasse ou le volume uniquement du tronc, d’autres, le tronc et
le houppier mais sans le feuillage, etc.
Dans Jenkins et al. (2003), une comparaison de la répartition de la biomasse dans les
différents composants de l’arbre a été réalisée. Une distinction est faite entre les
conifères et les feuillus.
La biomasse comprise dans le tronc représente 67% de la biomasse aérienne chez les
conifères et 70% chez les feuillus. La biomasse comprise dans le feuillage représente 8%
de la biomasse aérienne chez les conifères et 2% chez les feuillus. Enfin, la biomasse
comprise dans les branches représente 17% de la biomasse aérienne tant chez les feuillus
que chez les conifères (Ker, M. 1980a in Jenkins J. C. et al. 2003). Nous utilisons ces
ratios pour l’estimation de la biomasse aérienne totale.
La Figure 28 synthétise l’ensemble des cheminements à partir des données
dendrométriques à l’estimation du carbone stocké en passant par les différentes étapes
intermédiaires.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!12 Woldagroforestry est une banque de donnée des caractéristiques fonctionnelles et écologique des arbres. Les données de densité proviennent de la littérature scientifique. Lorsqu’ils existent plusieurs données pour une même espèce, Worldagroforestry réalise alors une moyenne.
!
! 54!
Figure 28 : Cheminements alternatifs pour l'estimation de la quantité de carbone stocké.
!
! 55!
Autres particularités.
Lors de l’élaboration de l’estimation de la biomasse, d’autres particularités ont dues être
prises en compte, notamment les unités.
Les données de base (Circonférence et diamètre) étant en centimètre (cm), il a également
fallu les retranscrire dans les unités adéquates à l’équation. Pour la circonférence et le
diamètre, les données étaient soit en centimètre (cm), soit en millimètre (mm), soit en
pouce (inch ou in). Pour la hauteur, toutes les équations considéraient celle-ci en mètre
(m).
Egalement, les résultats étaient donnés dans différentes unités. Pour les volumes, les
résultats étaient soit en décimètre cube (dm3), soit en mètre cube (m3). Et enfin, pour la
biomasse, les résultats étaient soit en kilogramme (kg), mégagramme (Mg ou T), soit en
livre anglaise (lb).
La conversion d’un centimètre (cm) en un inch (in) s’est calculée selon l’égalité
suivante :
1 cm = 0,3937 in (1 in = 2,54 cm)
La conversion d’une livre anglaise (lb) en kilogramme (kg) s’est calculée selon l’égalité
suivante :
1 kg = 0,4536 lb (1 lb = 2,2046 kg)
Pour les équations présentant un résultat aberrant voir impossible, une vérification de
l’équation a été réalisée dans la littérature. En effet, la plateforme Globallometree a
présenté plusieurs erreurs de transcription de l’équation. Une vérification dans la
littérature a dès lors été réalisée.
Les références des différentes équations sont citées à l’Annexe 4.
!
! 56!
2.5. Estimation de la séquestration de carbone.
La séquestration de carbone par année (en kg CO2/an) est estimée selon l’équation de
Scharenbroch B.C. (2012) et s’énonce ainsi :
!"#$"%&'(&)*+!!"!!"#$%&'! !"!"!.!""é!!!
= !"#$%!!"!!"#$%&'!(!"!"!)!×!3,644!×!(!"#é!!!"!!"#!!"!!!!"#è!")!!
Équation 8 : Estimation de la séquestration de carbone selon Scharenbroch B.C. (2012).
Les données de durée de vie des espèces proviennent de Scharenbroch B.C. (2012) qui
proviennent elles-mêmes de Hightshoe (1978)13, Clark (1985)14, et Dirr (1990)15.
Lorsque la durée de vie d’une espèce était manquante, nous prenons celle de l’espèce du
même genre la plus représentée dans le parc.
!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!13 Hightshoe GL (1978) Native trees, shrubs, and vines for urban and rural America. Van Norstrand Reinhold, New York
14 Clark DE (1985) Sunset new western garden book. Lane Publishing Company, Menlo Park
15 Dirr MA (1990) Manual of woody landscape plants: their identification, ornamental characterisics, culture, propagation, and uses. Stipes Publishing Company, Champaign
!
! 57!
2.6. Jeux de données et statistiques
2.6.1. Outils de traitements des données.
Une fois l’ensemble des données récoltées, celles-ci sont traitées exclusivement avec
le logiciel tableur Microsoft Excel de Microsoft Office.
Les équations de volume et de biomasse ont été retranscrites de telles sortes à pouvoir les
utiliser dans le logiciel. Voici, un exemple de retranscription de l’équation estimant le
volume d’un Cyprès de Lawson (Chamaecyparys lawsonia (A. Murray) Parl., 1864)
selon sa hauteur et son diamètre à hauteur de poitrine :
!"#$%&! !"! = !"#!,!"!×!!!,!"!×!!!!,!"
Équation 9 : Equation de volume d'un Chamaecyparis lawsoninia (Dik, E.J. 1984)
Le code Excel à insérer dans la cellule est dès lors :
=DBH^1,85298*H^0,86717*EXP(52,33706)!!!!
!Figure 29 : Illustration de l’utilisation du tableur Excel pour l’estimation du volume d’un Cyprès de Lawson.
!
!
! 58!
3. Résultats
3.1. Estimation de stock de carbone stocké dans le Parc de Woluwe.
La biomasse totale estimée pour le Parc de Woluwe est de 16 013,03 tonnes avec une
moyenne de 2 474,58 kg par arbre.
La quantité de carbone stocké est dès lors de 8006,52 tonnes de carbone pour une
moyenne de 1237,3 kg C par arbre.
Rapporté à la superficie du parc, celui-ci stocke 116 Tonnes de carbone par hectare, soit
11,60 kg C/m2. Rapporté à la superficie des massifs boisés dans le parc, celui-ci stocke
22,93 kg C/m2.
Le Tableau 4 illustre les résultats obtenus pour la quantité de carbone stocké par genre.
Le détail des résultats par espèce est présenté à l’Annexe 1 par soucis de clarté.
Tableau 4 : R
ésultat pour la quantité de carbone stocké par genre.
Genre%espèce%Nom
bre%Circonférence%m
oyenne%à%1,50%m
%de%hauteur%(cm)%
Biomasse%totale%(T)%
Stock%de%carbone%total%(T)%
Stock%moyen%de%
carbone%(kg)%%
!!
!!
!!
Abies 4
95 2
1 214
Acer 2011
142 3560
1780 885
Aesculus 181
209 692
346 1910
Ailanthus 4
194 7
3 870
Alnus 27
122 21
11 392
Betula 416
114 522
261 628
Carpinus
141 103
116 58
412 C
arya 7
187 67
34 4817
Castanea
171 168
566 283
1655 C
edrus 5
232 29
15 2929
Cham
aecyparis 49
154 56
28 574
Corylus
1 186
2 1
955 C
rataegus 12
21 0
0 5
Cupressus
1 146
2 1
765 Fagus
346 185
1746 873
2524 Fraxinus
780 141
1348 674
864 Indéterm
iné 8
174 25
13 1588
Juglans 44
212 204
102 2319
Juniperus 1
137 2
1 958
Koelreuteria
1 38
0 0
13 Larix
21 140
37 18
877 Liriodendron
4 241
21 11
2633 M
agnolia 3
51 0
0 21
!
!60!
Metasequoia
6 168
9 4
743 Picea
175 153
313 156
894 Pinus
234 140
333 167
712 Platanus
28 267
181 91
3237 Populus
111 201
221 110
995 Prunus
135 126
92 46
341 Pseudotsuga
10 161
19 9
941 Pterocarya
4 161
9 5
1177 Q
uercus 1009
175 4593
2297 2276
Robinia 223
149 507
253 1136
Salix 24
218 108
54 2240
Sequoiadendron 2
620 20
10 5034
Sophora 3
183 12
6 1941
Sorbus 31
62 7
4 115
Taxodium
5 329
47 23
4694 Taxus
19 152
43 21
1130 Thuja
17 157
40 20
1170 Tilia
142 184
344 172
1213 Tsuga
4 202
28 14
3514 U
lmus
45 111
38 19
424 Zelkova
6 207
22 11
1818
La Figure 30 présente la répartition en pourcentage du stock de carbone par genre.
Figure 30 : Répartition du stock de carbone (en pourcentage) par genre.
Les quatre genres stockant le plus de carbone sont les genres les plus représentés, à
savoir Quercus spp. (29 %), Acer spp. (22 %), Fagus spp (8%), et Fraxinus spp (8 %).
Betula spp., quatrième genre le plus représenté, stock cependant 3 % du stock total de
carbone après les genres moins représentés Castanea sp. et Aesculus sp. qui stockent
davantage de carbone (4%).
L’essence qui stocke le plus de carbone par arbre est l’espèce Sequoiadendron giganteum
(Lindl.) J.Buchholz, avec en moyenne 5034 kg par arbre, suivi du genre Carya (4817 kg).
Autres 13%
Tilia 2%
Robinia 3%
Betula 3%
Castanea 4%
Aesculus 4% Fraxinus
9%
Fagus 11%
Acer 22%
Quercus 29%
!
! 62!
3.2. Séquestration de carbone !
La séquestration de carbone estimée pour le Parc de Woluwe est de 244,07 tonnes
par année avec une moyenne de 37,72 kg de CO2 par année et par arbre.
Rapporté à la superficie du parc, celui-ci stocke 3,54 Tonnes de dioxyde de carbone par
hectare et par année (kg CO2/ha/an), soit 0,35 kg CO2/m2. Rapporté à la superficie des
massifs boisés dans le parc, celui-ci stocke 0,699 kg CO2/m2/an.
Le Tableau 5 illustre les résultats obtenus pour la quantité de carbone séquestré par
genre.
!
Tableau 5 : R
ésultat pour la quantité de carbone séquestré par genre.
Genre espèce
Nom
bre C
irconférence moyenne à 1,50
m de hauteur (cm
) Séquestration totale (kg C
O2 /an)
Séquestration moyenne par
genre (kg CO
2 /an)
Abies 4
95 20,80
5,20 Acer
2011 142
128364,59 63,83
Aesculus 181
209 5040,25
27,85 Ailanthus
4 194
253,63 63,41
Alnus 27
122 771,38
28,57 Betula
416 114
13997,52 33,65
Carpinus
141 103
4234,17 30,03
Carya
7 187
702,16 100,31
Castanea
171 168
2455,77 14,36
Cedrus
5 232
323,40 64,68
Cham
aecyparis 49
154 244,14
4,98 C
orylus 1
186 23,21
23,21 C
rataegus 12
21 4,45
0,37 C
upressus 1
146 6,64
6,64 Fagus
346 185
12728,37 36,79
Fraxinus 780
141 14102,81
18,08 Indéterm
iné 8
174 370,35
46,29 Juglans
44 212
2974,77 67,61
Juniperus 1
137 13,97
13,97 K
oelreuteria 1
38 0,33
0,33 Larix
21 140
406,82 19,37
Liriodendron 4
241 255,87
63,97 M
agnolia 3
51 2,29
0,76
!
!64!
Metasequoia
6 168
65,01 10,84
Picea 175
153 2279,89
13,03 Pinus
234 140
4049,44 17,31
Platanus 28
267 1321,00
47,18 Populus
111 201
5917,15 53,31
Prunus 135
126 1119,95
8,30 Pseudotsuga
10 161
137,16 13,72
Pterocarya 4
161 97,99
24,50 Q
uercus 1009
175 16901,75
16,75 Robinia
223 149
15386,12 69,00
Salix 24
218 6530,98
272,12 Sequoiadendron
2 620
18,34 9,17
Sophora 3
183 141,44
47,15 Sorbus
31 62
259,35 8,37
Taxodium
5 329
142,55 28,51
Taxus 19
152 186,23
9,80 Thuja
17 157
172,54 10,15
Tilia 142
184 1106,46
7,79 Tsuga
4 202
121,95 30,49
Ulm
us 45
111 556,27
12,36 Zelkova
6 207
265,06 44,18
4. Discussion
4.1. Stockage de carbone dans le Parc de Woluwe.
En comparant les résultats obtenus pour le Parc de Woluwe avec ceux relevés dans
l’analyse bibliographique, les résultats sont légèrement en dessous de la moyenne.
Cependant, la difficulté de définir ce qu’est la « végétation urbaine » rend obsolète cette
comparaison. Pour rappel, ces différentes études n’ont pas étudiés les mêmes dispositifs
de même que ce travail de fin d’études s’est intéressé uniquement à la strate arborée. De
11,6$
0$ 10$ 20$ 30$ 40$ 50$ 60$
Sacramento$(USA)$
Lyon$(agglomération)$
Lyon$(centre$ville)$
Pune$(Inde)$
Santiago$(Chilie)$
Toronto$
Santiago$(Chilie)$
Shenyang$(Chine)$
Karlsruhe$(Allemagne)$
Leipzig$(Allemagne)$
Leicester$(RoyaumeJUni)$
Hangzhou$(Chine)$
Baltimore$(USA)$
Bruxelles$(Parc$de$Woluwe)$
Syracuse$(USA)$
Philadelphia$(USA)$
Atlanta$(USA)$
Jersey$city$(USA)$
USA$moyenne$
Syracuse$(USA)$
Merseyside$(RoyaumeJUni)$
Merseyside$(RoyaumeJUni)$
Toronto$
Chicago$(USA)$
Barcelone$
Oakland$(USA)$
Boston$(USA)$
Taiwan$
Beijing$(Chine)$
Stockage)en)kg)C/m2)
Villes)étudiées)
Figure 31 : Comparaison des résultats.
$
$ 66$
plus, certains auteurs donnent leurs résultats par rapport à la superficie de la ville alors
que d’autres le donnent par rapport à celle du dispositif étudié.
Concernant la masse de carbone stockée dans le parc, nous avons obtenus un résultat de
8006,52 tonnes de carbone. Si l’entièreté de ce carbone stocké se voyait libérer dans
l’atmosphère, il y aurait dès lors une libération de 29 360 Tonnes de dioxyde de carbone
CO2.16 En comparaison, cela représente la moitié des émissions dues à la production de
chaleur et d’électricité de la Région (1,6 % des émissions d’équivalent CO2 pour l’année
2008)17
4.2. La séquestration de carbone par la végétation urbaine.
En comparant les résultats obtenus pour la séquestration de carbone, nous nous
retrouvons également légèrement en dessous de la moyenne avec 0,699 kg CO2/m2/an.
Figure 32 : Comparaison des résultats pour la séquestration de carbone.
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$16 !"#$%&%é!!"!!"#$%&!!!"#é!é! = !"#$%!!"!!"#$%&'!× ! !"##$!!"#$%&'!!"!!"!
!"##$!!"#$%&'!!"!!"#$%&' 17 La production de chaleur et d’électrictié via, notamment des installations de cogénérations fonctionnant au gaz naturel a émis 60 000 tonnes d’équivalent CO2. (Bruxelles Environnement, 2012). Nous ne disposons pas de chiffre exacte concernant la quantité de CO2 émises par ce même secteur.
0,699$
0$ 0,5$ 1$ 1,5$ 2$ 2,5$ 3$
Sacramento$(USA)$
Shenyang$(Chine)$
Hangzhou$(Chine)$
Baltimore$(USA)$
Syracuse$(USA)$
Philadelphia$(USA)$
Bruxelles$(Parc$de$Woluwe)$
Atlanta$(USA)$
Jersey$city$(USA)$
Merseyside$(RoyaumeJUni)$
Toronto$
Barcelone$
Taiwan$
Beijing$(Chine)$
Stockage)en)kg)C/m2/an)
Villes)étudiées)
$
$ 67$
Le Parc de Woluwe séquestre chaque année l’équivalent de 0,0065 %18 des émissions de
CO2 de la Région de Bruxelles-Capitale. Ce résultat est sans surprise très faible vu la
différence de superficie entre le parc et celui de la région.
Rapporté à une même superficie, les chiffres diffèrent. En effet, en 2008, la région a émis
2,31 kg CO2 par mètre carré (m2). Le parc séquestre, quant à lui, 0,699 kg CO2/m2/an.
Il faudrait dès lors boiser l’équivalent de la superficie régionale pour compenser
seulement 30 % des émissions de la Région de Bruxelles-Capitale. On ne peut que
constater qu’à l’échelle régionale, la végétation urbaine ne pourra pas compenser les
émissions de dioxyde de carbone CO2.
4.3. Quelle(s) espèce(s) comme puits de carbone ?
Sans surprise, le peuplement du même genre qui stocke le plus de carbone est l’un des
cinq genres les plus représentés, à savoir celui du Quercus spp (les chênes) avec 2 297
Tonne de carbone. Seul le genre Betula spp. (les bouleaux) ne semble pas stocker autant
que prévu. En effet, les bouleaux stockent en moyenne 628 kg par arbre contre 2276 kg
pour les chênes. Les circonférences à 1,50 m de hauteur sont également très différentes
pour les deux genres. En moyenne, les bouleaux ont une circonférence de 114 cm alors
que les chênes ont une circonférence de 175 cm. De fait, on peut établir un lien entre
circonférence et stock de carbone. Les essences qui, dans un peuplement, ont une
circonférence plus élevée seront celles qui stockent davantage de carbone
On remarquera également que ramené à une quantité moyenne de carbone stocké par
arbre, l’espèce Sequoiadendron giganteum est l’espèce qui a accumulé le plus de
biomasse avec 5 034 kg par arbre en moyenne. Le parc en dénombre actuellement deux
dont un est repris dans l’inventaire du patrimoine naturel de la région pour sa
circonférence.
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$18 Par rapport au 3 728 000 Tonne de CO2 émises en 2008 (Bruxelles Environnement, 2012)
$
$ 68$
5. Perspectives et limites
Ce travail de fin d’études s’est articulé autour de deux objectifs principaux :
quantifier le stockage et la séquestration de carbone par la végétation urbaine du Parc de
Woluwe.
Finalement, par végétation urbaine, nous nous sommes limités à la strate arborée du parc.
Cette estimation peut être dès lors améliorée en considérant les autres éléments de
l’écosystème forestier urbain, notamment la strate arbustive ou le stockage de carbone
dans l’humus du sol. Egalement, il faut tenir compte des quantités de CO2 émises par le
parc lui-même. Lors des visites sur le terrain, il a été remarqué la présence d’arbre mort.
Deux autres objectifs qui cette fois-ci n’ont pas pu être réalisés étaient également
envisagés. En effet, il aurait été intéressant de transposer ces résultats à l’échelle
régionale à l’aide d’outil de gestion informatisée de l’environnement comme Quantum
GIS par exemple. Il a également été envisagé de chiffrer ces résultats en une valeur
monétaire. Cet exercice a déjà été réalisé dans la littérature scientifique.
$
$ 69$
Conclusion
Finalement, les résultats obtenus ne corrèlent pas avec l’idée que la végétation
urbaine puisse un jour compenser les émissions de dioxyde de carbone CO2 d’une ville.
La quantité de carbone séquestré par année par les arbres du Parc de Woluwe a dévoilé
un potentiel beaucoup trop faible. Il n’y a donc malheureusement pas d’intérêt de planter
des arbres dans l’unique but de séquestrer du carbone en ville.
Pour que le potentiel de séquestration de carbone par la végétation urbaine soit
intéressant, il faut réfléchir à une autre échelle, et donc sortir des frontières de la Région
de Bruxelles-Capitale. En effet, les résultats ont dévoilé qu’il faille boiser l’équivalent de
la superficie régionale pour compenser seulement 30% des émissions.
Les résultats pour l’estimation du stockage de carbone dans le Parc de Woluwe ont
cependant dévoilé une quantité non négligeable de carbone. Si la reforestation en milieu
urbain n’a pas énormément d’impact sur le cycle du carbone, la déforestation est quant à
elle susceptible de rejeter une quantité importante de dioxyde de carbone dans
l’atmosphère. Dès lors, nous suggérons de miser davantage sur des politiques qui visent à
protéger et améliorer la qualité des espaces verts urbains existants.
Enfin, nous rappelons que la végétation urbaine génère d’autres bénéfices sur
l’environnement et la santé humaine. Elle réduit l’érosion des sols, améliore l’infiltration
des eaux de ruissèlement, absorbe en partie des polluants atmosphériques, enrichie le
cadre social d’une ville, etc. Si pris séparément, le bénéfice paraît superficiel, dans
l’ensemble les effets cumulatifs peuvent se révéler très important. La présence du végétal
en ville reste alors un bien précieux à protéger et à valoriser.
$
$ 70$
Annexes
Annexe 1 : Résultat pour l’estimation du stock de carbone stocké par espèce. ....................... 71 Annexe 2 : Donnes de masse volumique et de durée de vie utilisées pour l’estimation de la
biomasse et de la séquestration de carbone. ..................................................................... 76 Annexe 3 : Liste des équations spécifiques utilisées pour l'estimation du volume et de la
biomasse. .......................................................................................................................... 78 Annexe 4 : Références des équations allométriques. ............................................................... 81
Annexe 1 : R
ésultat pour l’estimation du stock de carbone stocké par espèce.
Genre espèce
Nom
bre C
irconférence m
oyenne à
1,50 m
(en cm)
Biom
asse totale (kg) Stock de carbone total
(kg)
Stock de
carbone
moyenne (kg)
Abies&spp.&2$
78$374$
187$94$
Abies&alba&1$
140$1189$
594$594$
Abies&concolor&1$
83$149$
75$75$
Acer&spp.&2$
174$5005$
2503$1251$
Acer&buergerianum&
3$187$
16379$8190$
2730$Acer&cam
pestre&4$
189$15550$
7775$1944$
Acer&cappadocicum&
2$268$
16800$8400$
4200$Acer&m
acrophyllum&
4$116$
3907$1954$
488$Acer&negundo&
1$257$
6760$3380$
3380$Acer&platanoides&
825$131$
1139919$569959$
691$Acer&pseudoplatanus&
1141$148$
2255906$1127953$
989$Acer&rubrum
&13$
150$28173$
14086$1084$
Acer&saccharinum&
10$244$
71008$35504$
3550$Acer&saccharum
&1$
79$342$
171$171$
Acer&velutinum&
5$36$
248$124$
25$Aesculus&hippocastanum
&178$
209$678747$
339374$1907$
Aesculus&x&carnea&3$
212$12835$
6418$2139$
Ailanthus&altissima&
4$194$
6960$3480$
870$Alnus&cordata&
11$151$
13715$6858$
623$Alnus&glutinosa&
12$103$
5699$2849$
237$Alnus&incana&
4$99$
1755$877$
219$Betula&papyrifera&
1$162$
2655$1328$
1328$Betula&pendula&
414$114$
519179$259590$
627$Betula&pubescens&
1!83!
576!288!
288!
!
!72!
Carpinus&&3!
111!2348!
1174!391!
Carpinus&betulus&138!
103!113848!
56924!412!
Carya&&1!
226!15039!
7519!7519!
Carya&cordiformis&
6!181!
52402!26201!
4367!Castanea&sativa&
171!168!
566094!283047!
1655!Cedrus&atlantica&
4!248!
26741!13371!
3343!Cedrus&deodara&
1!167!
2545!1273!
1273$Cham
aecyparis&&15!
172!19840!
9920!661!
Chamaecyparis&
lawsoniana&
32!146!
34912!17456!
545!
Chamaecyparis&pisifera&
2!148!
1525!762!
381!Corylus&colurna&
1!186!
1910!955!
955!Crataegus&m
onogyna&12!
21!122!
61!5!
Cupressus&glabra&1!
146!1530!
765!765!
Fagus&sylvatica&346!
185!1746484!
873242!2524!
Fraxinus&&13!
161!29109!
14555!1120!
Fraxinus&americana&
3!84!
1318!659!
220!Fraxinus&angustifolia&
1!45!
87!43!
43!Fraxinus&excelsior&
758!141!
1302346!651173!
859!Fraxinus&ornus&
2!132!
2566!1283!
641!ffFraxinus&pennsylvanica&
3!213!
12928!6464!
2155!Indéterm
iné&&8!
174!25408!
12704!1588!
Juglans&cinerea&1!
131!1226!
613!613!
Juglans&nigra&40!
216!194580!
97290!2432!
Juglans®ia&3!
181!8281!
4141!1380!
Juniperus&scopulorum&
1!137$
1917!958!
958!Koelreuteria&paniculata&
1!38!
27!13!
13!Larix&decidua&
21!140!
36841!18421$
877!Liriodendron&tulipifera&
4!241!
21065!10532!
2633!Magnolia&&
3!51$
126!63!
21!
!
!73!
Metasequoia&
glyptostroboides&6!
168!8920!
4460!743!
Picea&abies&175!
153!312828!
156414!894!
Pinus&nigra&12!
195!27812!
13906!1159!
Pinus&parviflora&1!
178!2424!
1212!1212!
Pinus&strobus&2!
197!7011!
3506!1753!
Pinus&sylvestris&219!
136!296132!
148066!676!
Platanus&x&acerifolia&28!
267!181257!
90628!3237!
Populus&&18!
267!59573!
29787!1655!
Populus&alba&21!
176!26642!
13321!634!
Populus&canadensis&44!
211!93107!
46553!1058!
Populus&lasiocarpa&1!
462!9827!
4913!4913!
Populus&nigra&10$
147!13325!
6663!666!
Populus&x&canescens&17!
152!18363!
9182!540!
Prunus&&2!
141!593!
297!148!
Prunus&avium&
111!131$
88292!44146!
398!Prunus&cerasifera&
20!98!
2413!1206!
60!Prunus&serotina&
2!108!
904!452!
226!Pseudotsuga&m
enziesii&10!
161!18819!
9410!941!
Pterocarya&fraxinifolia&4!
161!9412!
4706!1177!
Quercus&&
8!103!
14047!7024!
878!Quercus&alba&
2!227!
35992!17996!
8998!Quercus&cerris&
1!280!
17636!8818!
8818!Quercus&palustris&
81!224$
902539!451270!
5571!Quercus&petraea&
33!217!
192783!96391!
2921!Quercus&phellos&
1!55!
189!95!
95!Quercus&robur&
428!165!
2168702$1084351!
2534!Quercus&rubra&
452!174!
1248809!624405!
1381!Quercus&velutina&
1!307!
7193!3597!
3597!Quercus&x&hispanica&
1!258!
5149!2574!
2574!
!
!74!
Quercus&x&turneri&
1!26!
18!9!
9!Robinia&pseudoacacia&
223!149!
506678!253339!
1136!Salix&&
3!193!
13352!6676!
2225!Salix&alba&
8!265!
52575!26288!
3286!Salix&babylonica&
13!195!
41608!20804!
1600!Sequoiadendron&giganteum
&2!
620!20135!
10067!5034!
Sophora&japonica&3!
183!11644!
5822!1941!
Sorbus&&1!
93!327!
164!164!
Sorbus&aucuparia&2!
78!547!
274!137!
Sorbus&domestica&
2!216!
4393!2197!
1098!Sorbus&interm
edia&26!
48!1850!
925!36!
Taxodium&distichum
&5!
329!46944!
23472!4694!
Taxus&baccata&19!
152!42930!
21465!1130!
Thuja&&4!
106!6081!
3041!760$
Thuja&occidentalis&4!
106!6169!
3085!771!
Thuja&plicata&9!
202!27523!
13762!1529!
Tilia&&5!
122!4125!
2063!413!
Tilia&cordata&27!
213!83416!
41708!1545!
Tilia&platyphyllos&57!
182!120054!
60027!1053!
Tilia&tomentosa&
4!321!
39740!19870!
4967!Tilia&x&euchlora&
11!195!
27656!13828!
1257!Tilia&x&europaea&
38!159!
69480!34740!
914!Tsuga&canadensis&
2!247!
21603!10802!
5401!Tsuga&heterophylla&
1!185!
4587!2293!
2293!Tsuga&m
ertensiana&1!
128!1922!
961!961!
Ulm
us&&10!
132!12378!
6189!619!
Ulm
us&americana&
1!93!
516!258!
258!Ulm
us&laevis&1!
139!1384!
692!692!
Ulm
us&minor&
5!96!
3850!1925!
385!
!
!75!
Ulm
us&x&hollandica&28!
106!20036!
10018!358!
Zelkova&serrata&6!
207!21821!
10911!1818!
Annexe 2 : D
onnes de masse volum
ique et de durée de vie utilisées pour l’estimation de la biom
asse et de la séquestration de carbone.
Genre espèce
Masse volum
ique
(kg.m-3)
Durée de vie en année
(« Lifespan »)
Genre espèce
Masse volum
ique
(kg.m-3)
Durée de vie en année
(« Lifespan »)
Abies spp. 357
150 C
edrus atlantica
165 Abies alba
416,3 151
Cedrus deodara
165
Abies concolor
152 C
hamaecyparis
420
Acer spp.
50 C
hamaecyparis
lawsoniana
414 420
Acer buergerianum
150
Cham
aecyparis pisifera
420 Acer cam
pestre
150 C
orylus colurna 544
150 Acer cappadocicum
50 C
rataegus monogyna
620 50
Acer macrophyllum
15 C
upressus glabra 414
420 Acer negundo
63
Fagus sylvatica
250 Acer platanoides
516,5 50
Fraxinus spp.
175 Acer pseudoplatanus
50
Fraxinus americana
175
Acer rubrum
125
Fraxinus angustifolia
175 Acer saccharinum
63 Fraxinus excelsior
175
Acer saccharum
50
Fraxinus ornus
175 Acer velutinum
50 Fraxinus pennsylvanica
125
Aesculus hippocastanum
505 250
Indéterminé
125
Aesculus x carnea
250 Juglans cinerea
125
Ailanthus altissima
50
Juglans nigra
125 Alnus cordata
50
Juglans regia
125 Alnus glutinosa
50
Juniperus scopulorum
250
Alnus incana
50 K
oelreuteria paniculata 620
150 Betula papyrifera
68
Larix decidua 512
165 Betula pendula
68
Liriodendron tulipifera
150 Betula pubescens
68
Magnolia spp.
100
!
!77!
Genre espèce
Masse
volumique
(kg.m-3)
Durée de vie en année
(« Lifespan »)
Genre espèce
Masse
volumique
(kg.m-3)
Durée
de vie
en
année (« Lifespan »)
Pinus sylvestris
150 Sequoiadendron giganteum
380
2000
Platanus x acerifolia 553,5
250 Sophora japonica
150
Populus 370
68 Sorbus
50
Populus alba 361,5
68 Sorbus aucuparia
524,5 50
Populus canadensis 374,3
68 Sorbus dom
estica 524,5
50 Populus lasiocarpa
409,5 68
Sorbus intermedia
524,5 50
Populus nigra 353
68 Taxodium
distichum
446,7
Populus x canescens 374,3
68 Taxus baccata
420
Prunus 470
150 Thuja
420
Prunus avium
542 150
Thuja occidentalis
420 Prunus cerasifera
493,3 150
Thuja plicata
420 Prunus serotina
493,3 150
Tilia
720 Pseudotsuga m
enziesii
250 Tilia cordata
720
Pterocarya fraxinifolia
175 Tilia platyphyllos
720
Quercus
420
Tilia tomentosa
240
Quercus alba
375
Tilia x euchlora
480 Q
uercus cerris
420 Tilia x europaea
720
Quercus palustris
720
Tsuga canadensis
420 Q
uercus petraea
420 Tsuga heterophylla
420
Quercus phellos
420
Tsuga mertensiana
420
Quercus robur
420
Ulm
us 493,3
125 Q
uercus rubra 586,7
960 U
lmus am
ericana 460
125 Q
uercus velutina 590
360 U
lmus laevis
551 125
Quercus x hispanica
590 420
Ulm
us minor
551 125
!
!78!
Annexe 3 : L
iste des équations spécifiques utilisées pour l'estimation du volum
e et de la biomasse.
Genre espèce
Equation (C
ode excel) C
omposantes
19 Input (données
d’entrée)
Source
Abies alba -
2.7916+0.034492*DB
H^2*H
+0.08354*DB
H^2
B T
Volum
e 1
Abies concolor (4.36982+0*D
BH
+2.5043*(log(DB
H^(1))))*
0,001
B B
d Bg B
t L S T F
Biom
asse 2
Acer macrophyllum
-2.8534+0*D
BH
+2.1505*(log(DB
H))
B
d Bg B
t L
Biom
asse 3
Acer pseudoplatanus 0.010343-0.00450536*D
BH
+3.4070*10-4*D
BH
^2-4.0472*10-6*DB
H^3+7.7115*10-
4*H+2.9836*10^(-5)*D
BH
^2*H
B T
Volum
e 4
Acer rubrum
7.4418+0*DB
H+1.4048*(log(D
BH
^(1)))
B B
d Bg B
t L Rb R
f Rm
S T F
Biom
asse 5
Acer saccharum
1.4778+0*DBH+2.3216*(log(DBH^(1)))$
B B
d Bg B
t L Rb R
f Rm
S T F
Biom
asse 6
Alnus glutinosa 0.0859*DBH^2.3537$
B
d Bg B
t S T
Biom
asse 7
Alnus incana 0.000499*(DBH*0,1)^2.337592$
B
Bd B
g Bt L S T
B
iomasse
8
Betula pendula 0.2511*DBH^2.2865$
B
d Bg B
t S T
Biom
asse 9
Betula pubescens 0.00029*(D
BH
*0,1)^2.50038
B B
d Bg B
t L S T
Biom
asse 10
Carpinus spp.
0.00021491*DB
H^(2.258957614-
0.00956695)*H^0.60291075
B T
Volum
e 11
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!19 B
: écorce, Bd : B
ranches mortes, B
g : grosses branches, Bt : petites branches, L : feuillage, R
b : grosse racines, Rf : racne fines, R
m : racines m
oyennes, S : collet, T : tronc, F : fruit. (Voir Figure!11
)
!
!79!
Carya spp.
0.306325+2.71042*(log10(DB
H^(1)))
B
Bd B
g Bt L R
b Rf R
m S
T F
Biom
asse 12
Cedrus deodora
0.0787*DB
H^(3)-
1.0246*DB
H^(2)+4.7307*D
BH
-1.7967
Bd B
g Bt
B
iomasse
13
Cham
aecyparis law
soniana D
BH
^1.85298*H^0.86717*exp(-2.33706)
B
T
Volum
e 14
Corylus avellana
-1.86827+0.21461*D
BH
^2+0.01283*DB
H^2
*H+0.0138*D
BH
*H^2-0.06311*H
^2
B T
Volum
e 15
Fagus sylvatica (2.85102+2.0666*log10(D
BH
))*0,001
B B
d Bg B
t L S T
Biom
asse 16
Fraxinus excelsior -0.039836+0.006262765*D
BH
-0.00015937*D
BH
^2*-1.9902*10-7*DB
H^3-
0.0009834*H+3.7872*10^(-5)*D
BH
^2*H
B T
Volum
e 17
Fraxinus pennsylvanica 0+0*(D
BH
^2)+2.76583*((DB
H^2)^(1.15849
))
B B
d Bg B
t L T F
Biom
asse 18
Juglans regia 2.1933+0.9136*(log(C^(1)))$
B
Bd B
g Bt L S T
B
iomasse
19
Larix decidua <0.03088+0.004676261*DBH<4.8614*10^(<
5)*DBH^2*<3.8178*10<6*DBH^3<0.0011638*H+4.0597*10^(<5)*DBH^2*H$
B T
Volum
e 20
Liriodendron tulipifera (0.8306+1.527*(log10(DBH^(2))))*0,001$
B
Bd B
g Bt L S T F
B
iomasse
21
Picea abies (1.81298+2.51353*log10(DBH))*0,001$
B
d Bg B
t S T
Biom
asse 22
Pinus spp. 0.0001078*DBH^2.56$
B
T
Volum
e 23
Pinus nigra DBH^1.89192*H^0.95374*exp(<2.72505)$
B
T
Volum
e 24
Pinus strobus 7.2653+0*DBH+0.5468*(log(DBH^(1)))$
B
Bd B
g Bt L S T F
B
iomasse
25
Pinus sylvestris 0.0022*DBH^2.9122$
B
d Bg B
t
Biom
asse 26
Platanus occidentalis 0+0*DBH^2+2.51502*(DBH^2^(1.19256))$
B B
d Bg B
t L T F B
iomasse
27
!
!80!
Populus spp. 6.933+0*DBH+1.1529*(log(DBH^(1)))$
B
Bd B
g Bt L R
b Rf R
m S
T F
Biom
asse 28
Prunus avium
<0.002311<0.00117728*DBH+0.000149061*DBH^2*<7.8058*10^(<6)*DBH^3+3.3282*10^(<4)*H+3.1526*10^(<5)*DBH^2*H$
B T
Volum
e 29
Prunus serotina (1.1981+1.5876*(log10(DBH^(2))))*0,001$
$B
Bd B
g Bt L S T F
B
iomasse
30
Pseudotsuga menziesii
0.111*DBH^2.397$$
B B
d Bg B
t L S T
Biom
asse 31
Quercus spp.
<0.0022735+0.000389557*DBH+0.000124772
*DBH^2<1.8434*10^(<6)*DBH^3<0.0016657*H+3.6985*10^(<5)*DBH^2*H$
$
B T
Volum
e 32
Quercus alba
<0.82061+0*DBH+2.84694*(log(DBH^(1)))$$
B B
d Bg B
t L T F
Biom
asse 33
Quercus petrae
<1.56+2.44*log10(DBH)$$
Rb R
f Rm
Biom
asse 34
Quercus robur
DBH^2.00333*H^0.85925*exp(<2.86353)$
B T
Biom
asse 35
Quercus rubra
7.4779+0*DBH+1.0489*(log(DBH^(1)))$
B B
d Bg B
t L Rb R
f Rm
S T F
Biom
asse 36
Quercus velutina
1.00005+2.10621*(log10(DBH^(1)))$
B B
d Bg B
t L Rb R
f Rm
S T F
Biom
asse 37
Robinia pseudoacacia 0+0*DBH^2+1.04649*(DBH^2^(1.37539))$
B
Bg B
t T
Biom
asse 38
Salix spp. 7.2314+0*DBH+1.4392*(log(DBH^(1)))$
B
Bd B
g Bt L S T F
V
olume
39
Sequoiadendron giganteum
(<
9.68878+0*DBH+2.4019*(log(DBH^(1))))*1000$
B T
Biom
asse 40
!
!81!
Sorbus aucuparia <
1.86827+0.21461*DBH^2+0.01283*DBH^2*H+0.0138*H^2*DBH<0.06311*H^2$
$
B T
Biom
asse 41
Taxus baccata 0.04430<
0.84266*DBH+6.36239*DBH^(2)+2.27556*DBH^(3)$
$
S T
Volum
e 42
Thuja occidentalis 7.1296+0*DBH+0.4755*(log(DBH^(1)))$
$B
Bd B
g Bt L S T F
V
olume
43
Thuja plicata (3.34884+0*BD+2.45446*(log(BD^(1))))**0,
001$$
B B
d Bg B
t L S T F
Biom
asse 44
Tilia cordata <2.6788+2.4542*log(DBH)$
$B
d Bg B
t S T
Volum
e 45
Tsuga canadensis 0.6803+0*DBH+2.3617*(log(DBH^(1)))$
$B
Bd B
g Bt L T F
B
iomasse
46
Ulm
us spp. <0.034716+0.004268168*DBH<0.00013227*DBH^2*<1.7667*10<
6*DBH^30.00016516*H+3.8311*10^(<5)*DBH^2*H$
$
B T
Biom
asse 47
Ulm
us americana
0+0*DBH+0.08248*(DBH^(2.468))$$
B B
d Bg B
t L T F
Volum
e 48
Zelkova serrata 0,0000078*DBH^3,084$
$B
Bd B
g Bt L T F
B
iomasse
49
Annexe 4 : R
éférences des équations allométriques.
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!
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NC
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climatiques, J.O.C.E., 7 février 1994, L 033, pp. 0011-0012.
Protocole du 11 décembre 1997 de Kyoto à la Convention-cadre des Nations
Unies sur les changements climatiques, approuvé par la décision 2002/358/CE du Conseil
du 25 avril 2002 relative à l'approbation, au nom de la Communauté européenne, du
protocole de Kyoto à la convention-cadre des Nations unies sur les changements
climatiques et l'exécution conjointe des engagements qui en découlent, J.O.C.E, 15 mai
2002, L 130, pp. 1-20.
Directive 2003/87/CE du Parlement européen et du Conseil du 13 octobre 2003
établissant un système d'échange de quotas d'émission de gaz à effet de serre dans la
Communauté et modifiant la directive 96/61/CE du Conseil, J.O.C.E., 25 octobre 2003, L
275, pp. 32-46.
