Planter le bon arbre au bon endroit grâce à l’outil SESAME
SESAME (Services Ecosystémiques rendus par les Arbres, Modulés selon Essences) est un outil qui permet, lors d’un projet d’aménagement ou de végétalisation, de suggérer différentes essences d’arbres en fonction des services écosystémiques attendus et des contraintes que l’on souhaite éviter. Cet outil développé par le Cerema est en cours de déclinaison sur une dizaine de territoires, notamment en région parisienne. Il peut être utilisé gratuitement par tous les acteurs de l'aménagement qui souhaitent connaître la liste des essences les mieux adaptées à leurs besoins et ceux du territoire.
Un outil pour favoriser les solutions d'adaptation fondées sur la nature
L’outil SESAME contribue au développement des Solutions d’Adaptation Fondées sur la Nature (SAFN) qui s’appuient sur la capacité des écosystèmes à relever les défis imposés par le changement climatique.
Il contribue à l’adaptation des milieux urbains en intégrant les capacités qu’ont les arbres à créer de l’ombre, rafraîchir l’air ambiant par évapotranspiration, créer des refuges pour la biodiversité, absorber les polluants gazeux et fixer les particules fines présents dans l’air, stocker le CO2, et capter les eaux pluviales, tout en prenant en compte les contraintes liées à la ville.
L’outil est en mesure de proposer une gamme d’essences qui répond à des enjeux d’adaptation spécifiques sur le territoire.
Points forts
Choisir les bonnes essences d'arbre pour le bon endroit
Outil accessible gratuitement
Aide à la conception lors d’un projet d’aménagement
Permet de connaître les services rendus par les arbres et leurs contraintes
Outil en cours de déclinaison dans une dizaine de territoires
Plus de 150 essences prises en compte pour la région francilienne, environ 400 essences tous territoires confondus
Choisir les arbres en fonction des services écosystémiques attendus
Qu'est-ce qu'un service écosystémique ?
Les services écosystémiques, se définissent comme « des biens et services que les hommes peuvent tirer des écosystèmes, directement ou indirectement, pour assurer leur bien-être » (Comité français de l'Union Internationale pour la Conservation de la Nature, 2012).
Intérêts de la nature en ville pour la résilience du territoire
Dans l’écosystème urbain, on constate souvent un déséquilibre : il y a une concentration anormale de bénéficiaires de services écosystémiques pour une place très réduite laissée à la nature, qui produit ces services. De plus, l’arbre en ville n’est bien souvent étudié qu’au prisme de l’esthétisme ou des contraintes (dégâts des racines, ramassage des feuilles, etc.), ce qui occulte totalement les bienfaits que l’on en tire en réalité. Ces bienfaits répondent pourtant directement aux problématiques liées à la résilience des villes, telles que :
Une qualité environnementale altérée avec une pollution des eaux, de l’air et des sols ;
Une température extérieure plus élevée avec l’effet d’îlot de chaleur urbain ;
L’imperméabilisation des sols ;
Le manque de refuges et de continuités écologiques pour la biodiversité ;
Le changement climatique de manière plus globale avec l’émission de gaz à effet de serre ;
Ces mêmes problématiques qui sont vouées à être aggravées par le changement climatique et l’urbanisation croissante du territoire.
SESAME : un outil d'aide à la conception de projets urbains
L’étude SESAME apporte à ces défis une réponse, en proposant un outil d’aide à la conception d’aménagement urbain qui fait du végétal une composante à part entière qu’il convient de mettre en valeur.
Il s’agit ici de s’émanciper de la vision cosmétique des végétaux dans la ville pour au contraire les intégrer dans l’aménagement du territoire, en amont du projet, et donc créer un espace urbain adapté aux évolutions climatiques et propice au bien-être.
Ainsi, l’utilisateur·rice se verra proposer une gamme d’essences en fonction des enjeux d’un projet spécifique, et de ses besoins.
Le projet SESAME s’appuie sur la diversité des arbres en termes de morphologie, de propriétés biologiques, physiques et physiologiques ou encore d’aspect pour différencier les espèces en fonction de leur capacité à rendre certains services plutôt que d’autres dans un contexte donné : climatique, territorial, urbain.
En d’autres termes, SESAME permet de planter le bon arbre au bon endroit.
Différenciation des essences
La première version de l’outil SESAME a été conçue en partenariat avec la ville de Metz et Metz Métropole, elle regroupait 88 essences spécifiques de la Lorraine. Cette version a vocation à être adaptée à d’autres territoires et elle est déjà en cours d’enrichissement dans d’autres régions de France, comme détaillé dans la rubrique « Expérimentations ».
Toutes les essences concernées par le projet sont soumises à une double évaluation :
Évaluation des services qu’elles rendent ;
Evaluation des contraintes qu’elles imposent à l’espace public.
Chaque utilisateur·rice pourra faire l’arbitrage entre les bienfaits qu’il veut tirer de l’arbre et les complications qu’il peut, ou pas, se permettre d’avoir, en lien avec un (ou plusieurs) type d’espace.
Services écosystémiques étudiés
Concrètement, les services qui ont été évalués jusqu’à présent pour chaque essence sont les suivants :
Support de Biodiversité : pollen, fructification, abri.
Régulation du climat local : capacité de l’essence à rafraîchir l’environnement (ombre, évapotranspiration).
Régulation de la qualité de l’air : capacité de l’essence à fixer ou absorber des polluants atmosphériques.
Paysage et du cadre de vie : valeur patrimoniale de l’essence, identité culturelle de la région, essences endémiques, inspiration artistique, etc.
Régulation quantitative de la ressource en eau : infiltration, évapotranspiration, écoulement super-cortical.
Stockage de carbone : régulation du climat global par stockage de carbone.
Fourniture de nourriture
La liste des services écosystémiques étudiés est à construire avec les experts locaux car ils connaissent les enjeux de leur territoire. De plus, il est possible de moduler la liste des essences que l’on se verra proposer selon leur capacité à être adaptées au climat urbain local dans le contexte du changement climatique. Ainsi, il est possible de favoriser des végétaux qui sont plus tolérants à la sécheresse, aux fortes chaleurs et qui peuvent évoluer dans un environnement hostile (sols compactés, blessures, pollution).
Contraintes observées
A l’inverse, les contraintes qui ont été observées sont doubles avec d’abord la question du potentiel allergisant de l’essence. En effet, le milieu urbain est un milieu avant tout humain et la part de la population souffrant d’allergies saisonnières n’est pas négligeable. Ensuite, ce sont les contraintes physiques qui ont été répertoriées. C’est-à-dire tout ce qui est lié aux dimensions de l’essence, à la production de miellat, au risque de dégradation du réseau ou du bâti par les racines, son caractère épineux, etc.
Pour chaque espèce est réalisée une fiche technique qui fait le bilan de toutes ses caractéristiques telles que décrites ci-dessus.
Qui peut utiliser l'outil SESAME ?
L’outil SESAME peut être utilisé par les services techniques de la Ville ou par tout acteur ou actrice réfléchissant à un projet d’aménagement qui souhaite connaître les essences qui répondent le mieux à certains enjeux ou contraintes. Les petites ou moyennes collectivités qui n’ont pas forcément les compétences en propre pour bien aborder la question des essences, les services instructeurs de la Ville, ou bien encore les bureaux d’études, gestionnaires d’espaces public peuvent utiliser cet outil.
Comment utiliser l'outil SESAME ?
Le prototype de l’outil SESAME est disponible en libre accès ici et il se présente sous la forme d’un document Excel. Cependant, les équipes du Cerema travaillent actuellement à la création d’un site internet qui sera gratuit d’utilisation afin de diffuser les pratiques dans tout le territoire.
Outil SESAME - Introduction et choix du type d'espace
En ce qui concerne l’utilisation de l’outil, elle se fait de la manière suivante.
L’utilisateur·ice va devoir renseigner ce qu’il recherche, c’est-à-dire ce sur quoi il veut mettre l’accent dans son projet d’aménagement, notamment en termes de services écosystémiques.
Par exemple, si le projet concerne un lieu en ville qui est soumis à un fort effet d’îlot de chaleur urbain, il conviendra de demander à ce que l’outil propose des espèces agissant sur le climat local. De la même manière, si l’on souhaite établir des couloirs écologiques pour la faune, on peut favoriser des essences supports de biodiversité.
Outil SESAME - choix des services et des contraintes
Il faudra également se poser la question des contraintes et savoir dans quelle mesure elles sont acceptables pour le projet.
Ainsi, en fonction des besoins de l’utilisateur, l’outil va pouvoir faire un arbitrage entre toutes les essences répertoriées et évaluées dans la base de données afin de proposer une liste de végétaux qui répondent aux objectifs et au contexte de l’aménagement. Chaque situation est unique et requiert des réponses diversifiées. C’est là un point important, avec l’étude SESAME, il ne s’agit pas de déterminer des « essences championnes » qui permettent de régler tous les problèmes liés au milieu urbain dans un contexte de changement climatique. De telles essences n’existent pas. L’outil SESAME met plutôt en avant le fait que c’est dans la diversification de la réponse que réside l’adaptation du territoire. La note attribuée aux végétaux proposés ne concerne donc que le projet étudié. Outil SESAME - Proposition de choix de végétauxLe Cerema met également à disposition une notice d’utilisation à télécharger en même temps que l’outil lui-même ainsi que la documentation relative à la version 1.
Un autre usage de SESAME comme outil de sensibilisation
SESAME peut aussi être utile en tant qu’outil de sensibilisation : il permet de faire comprendre que les arbres et arbustes jouent des rôles et rendent des services méconnus et qu’il est primordial d’intégrer la question des services rendus et des contraintes dès la conception d’un projet, de prévoir l’espace nécessaire pour les arbres, de prendre conscience de l’intérêt des végétaux et de leur diversité.
Le département de Seine-Saint-Denis organisera par exemple des webinaires pour apprendre à ses équipes à utiliser l’outil.
Un outil adaptable à différents territoires
Aujourd’hui, l’outil est en cours d’adaptation dans d’autres collectivités territoriales en Île-de-France, dans les Bouches du Rhône ou encore à Libourne en Gironde. La déclinaison de l’outil dans de nouveaux territoires, donc des contextes différents, permet d’élargir le spectre des services, des contraintes et des essences évaluées par celui-ci. De plus, le Cerema travaille à une version 2 de SESAME (développé sur Metz) en faisant grimper la palette végétale de 88 à 250 essences, en ajoutant notamment des arbres fruitiers. Plus l’outil sera saisi par les collectivités territoriales, plus il sera affiné et performant.
Expérimentation de la solution
Le prototype : Metz
En 2015, l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) publie un rapport relatif à la surmortalité dans les villes liées à la pollution atmosphérique à la suite duquel la ville de Metz fait appel au Cerema pour étudier l’impact des arbres sur la qualité de l’air. Le projet se monte en partenariat avec la métropole de Metz et les acteurs décident d‘étendre l’étude à quatre services écosystémiques, qui sont ceux cités dans la rubrique « Description » :
Support de Biodiversité : pollen, fructification, abri.
Régulation du climat local : capacité de l’essence à rafraîchir l’environnement ombre, évapotranspiration).
Régulation de la qualité de l’air : capacité de l’essence à fixer ou absorber des polluants atmosphériques.
Maintien du paysage et du cadre de vie : valeur patrimoniale de l’essence, identité culturelle de la région, essences endémiques.
De plus, en interaction avec les services d’espaces verts de la ville, les experts ont pu déterminer les contraintes liées aux végétaux dans un écosystème urbain. En ce qui concerne les données, les chercheurs se sont appuyés, entre autres, sur le modèle nord-américain I-Tree appliqué à Strasbourg.
Ainsi, cette première version a porté sur 88 espèces, parmi lesquelles des espèces endémiques de la Lorraine, mais aussi des espèces exotiques adaptées au climat local et à son évolution attendue. Elle s’adresse principalement à la ville et ses agents.
Île-de-France : Paris et la Seine-Saint-Denis
En 2022, l’outil SESAME est décliné en Île-de-France par le Cerema à la demande conjointe du Conseil Départemental de la Seine-Saint-Denis (CD93) et la Ville de Paris. Des Comités Techniques composés des services en charge d’aménagement et d’urbanisme, des espaces verts ainsi que les gestionnaires de patrimoines arborés des deux départements ont aussi été mobilisés.
En passant par un marché d’innovation, le CD93 a fait appel au Cerema pour implanter l’outil SESAME dans les 40 communes du territoire. Ce dispositif permet de « passer un marché sans publicité ni mise en concurrence préalables portant sur des travaux, fournitures ou services innovants dont la valeur estimée est inférieure à 100 000 euros hors taxes. » (Décret 2021-1634 du 15 décembre 2021). Cette mesure a été pérennisée en 2021.
Ainsi, le CD93 a pu faire appel au Cerema qui est détenteur d’une innovation spécifique.
Les principes de déclinaison territoriale de l'outil
Etape 1 : adapter la palette végétale au territoire
Les 88 essences de la Version 1 de SESAME étaient pour la grande majorité endémiques de la Lorraine, avec une part importante de conifères. Or, la végétation en IDF est bien différente, ne serait-ce que parce qu’il y a principalement des feuillus. Les services de Paris et du CD93 ont donc travaillé la palette végétale en ajoutant 50 à 80 essences chacun. La plupart des essences retenues sont endémiques mais des essences exotiques, plus adaptées au futur contexte climatique de la région, ont également été rajoutées, ainsi que des arbres fruitiers.
Etape 2 : sélectionner les services écosystémiques et contraintes à étudier
Dans la version francilienne de l’outil, de nouveaux services et contraintes ont été étudiés :
La capacité du végétal à stocker du carbone au cours de leur vie
La capacité des essences à réguler quantitativement la ressource en eau (l’évolution du climat laisse à penser que les pluies seront moins fréquentes mais plus violentes, la question de la gestion de ces eaux pluviales se pose alors, notamment pour éviter la saturation du réseau et les inondations. Le calcul prend en compte l’effet immédiat de l’arbre (infiltration, transpiration), c’est-à-dire l’eau qui est captée par le végétal lui-même, mais pas l’environnement immédiat.
Les contraintes prises en compte ont également été enrichie. Désormais, l’outil prend en compte le caractère épineux de l’essence ainsi que sa vulnérabilité aux chenilles processionnaires.
Enfin, à la demande du CD93, le Cerema a développé un questionnaire préalable à l’outil permettant de guider l’utilisateur sur les enjeux propres à l’espace qu’il souhaite aménager, afin qu’il puisse être aiguillé sur la pondération de chaque service écosystémique en fonction de ses besoins.
Pré-requis : choisir les essences analysées avec les acteurs locaux
Avant de pouvoir utiliser l’outil SESAME sur son territoire, la première démarche consiste à déterminer si en l’état il répond aux caractéristiques locales en matière d’urbanisme, de climat, de biodiversité, de contraintes et de culture. Par culture il faut ici comprendre que le patrimoine végétal d’une région constitue aussi une identité qu’il convient de prendre en compte dans la végétalisation.
L’adaptation de l’outil aux spécificités territoriales doit donc nécessairement être co-construite avec les acteurs locaux afin de déterminer la bonne palette végétale par rapport aux contraintes propres à l’espace, dans un contexte urbain initial variant avec le changement climatique.
Retours utilisateurs-rices
Retour d’expérience de Julia Badaroux (Seine-Saint-Denis) et des chercheurs du Cerema Joël Amossé et Luc Chrétien
Comment le Conseil Départemental de la Seine-Saint-Denis s’est-il approprié l’outil SESAME ?
Dans la petite couronne, le département de la Seine-Saint-Denis (93) souffre d’un environnement urbain extrêmement dense sans discontinuité entre les villes. En 2020, le Conseil départemental du 93 (CD93) a mené un diagnostic de son patrimoine arboré avec comme résultat la mesure d’une couverture arborée de 16%, pour une moyenne nationale à 19% (on parle d’indice de canopée). Ainsi, le CD93 s’est fixé comme objectif de faire grimper leur indice canopée à 20% d’ici à 2030, soit 30 000 arbres sur 10 ans.
De plus, le patrimoine arboré séquano-dionysien est relativement jeune mais surtout très peu diversifié. Il est principalement composé de trois essences : des platanes, des tilleuls et des érables. Tous ces éléments font du département un espace particulièrement vulnérable à l’évolution du climat et à ses aléas. L’adaptation au climat urbain futur a d’ailleurs été une condition du développement de SESAME sur le territoire car il est bien sûr soumis aux chaleurs extrêmes, et à la sécheresse.
Besoin de diagnostiquer son territoire pour connaître les besoins
Un usage réussi de SESAME requiert une bonne connaissance de son territoire et des enjeux qui l’animent. Pour le CD93, l’identification des enjeux de végétalisation s’est faite en interne par un diagnostic. Par exemple, une analyse a été menée concernant les routes départementales, et donc les arbres d’alignement. Une étude cartographique consistant à croiser les trames vertes et bleues du territoire avec les zones de tensions autour d’elles et les enjeux urbains (espace public, commerces) a été réalisée. Ce travail a abouti à une hiérarchisation des routes ayant une carence en arbre ainsi que des enjeux urbains forts. De même, certains parcs départementaux sont classés Natura 2000, le CD93 a donc identifié des enjeux de biodiversité prépondérants sur ces espace-là.
Une démarche de végétalisation globale et organisée
Ces démarches ont permis la construction d’une stratégie pluriannuelle de plantation qui s’est traduite par le lancement en 2020 d’un Plan Canopée 2020-2030 et ses différents outils:
Un guide technique composé de plusieurs fiches pour bien planter et entretenir le patrimoine arboré
Un barème d’aménité qui attribue une valeur financière aux arbres selon les caractéristiques de l’arbre, son apport à la canopée du territoire et sa contribution au paysage. La valeur ainsi déterminée doit être remboursée par l’aménageur en cas de destruction partielle ou totale sur l’arbre. Par exemple, un arbre de 15 m de haut avec un tronc d’une circonférence de 1 m 10 est évalué à 11 200 euros.
L’outil SESAME, lui, est à diffuser à tous les acteurs du territoire qui sont amenés à faire de la plantation en milieu urbain et il intervient à l’échelle du projet. C’est d’ailleurs dans cette optique que le CD93 a demandé au Cerema un questionnaire à destination des acteurs du territoire afin qu’ils puissent correctement noter les services écosystémiques dont ils ont besoin. Pour Metz, la question ne s’était pas posée car l’outil visait les services experts de la ville.
Ainsi, comme expliqué plus haut dans cette fiche, l’étude SESAME a été amendée de diverses manières pour pouvoir être appliquée au contexte de l’Île-de-France. L’ajout d’arbres fruitiers a été décidé dans une logique de préservation du patrimoine culturel de la région : la Seine-Saint-Denis produisait des pêches à Montreuil depuis le XVIème siècle. C’était également une demande des habitants qui souhaitaient pouvoir faire de la cueillette urbaine.
Co-bénéfices
Co-bénéfices environnementaux :
Biodiversité
Santé et environnement (pollution de l'air, pollution sonore)
Co-bénéfices autres :
Amélioration du cadre de vie
Possibilité d'agriculture et de sylviculture urbaine
Coûts
Des coûts mutualisables entre plusieurs collectivités
L’outil SESAME final sera gratuit d’utilisation et les données déjà existantes sont en accès libre. En revanche, l’outil ne peut pas être calqué tel quel sur un nouveau territoire, il doit être adapté.
Pour la déclinaison francilienne de l’outil, le département de la Seine-Saint-Denis a eu recours à un marché d’innovation d’un montant de 42 000€ pour réaliser :
L’ajout de trois nouveaux services écosystémiques
Deux nouvelles contraintes
50 nouvelles essences répertoriées
Des animations du Cerema : webinaires, ateliers techniques, formation, sensibilisation, restitution
A noter que l’adaptation au territoire s’est faite conjointement avec la ville de Paris qui a elle aussi souhaité intégrer de nouvelles essences (environ 50). Cette mise en commun a été motivé par des conditions bioclimatiques et urbaines denses identiques.
SESAME a vocation à fédérer une communauté et le Cerema encourage fortement le partage de retours d’expériences qui seront capitalisés sur le site web.
Complexité et contexte de mise en oeuvre
Précautions et conditions de réussite des plantations
Miser sur la qualité de la plantation
Selon les scientifiques du Cerema, l’implantation de végétaux dans les espaces urbanisés n’est pas qu’une question de choix des espèces. En effet, de la conception à la mise en œuvre, la végétalisation est une démarche globale qu’il faut penser à chaque étape afin d’être en mesure de recréer des écosystèmes fonctionnels capables de fournir les services visés.
A l’échelle du sujet, c’est la qualité de la plantation qui va bien sûr jouer un rôle prépondérant : taille de la fosse, qualité des plants, irrigation, sont autant d’éléments qui conditionneront la longévité du végétal, à laquelle est directement liée l’expression des services écosystémiques. Ces derniers s’expriment complètement une fois la plante arrivée à l’âge adulte. Leur santé est également primordiale.
Poursuivre la trame verte
Ensuite, il faut pouvoir penser l’organisation des végétaux dans l’espace, horizontalement et verticalement. La composition de diverses strates permet de poser les fondations de la restauration de l’écosystème. De plus, bien que chaque végétal joue un rôle dans l’amélioration du bien-être en ville, c’est en tant que groupe qu’ils vont significativement enrichir l’écosystème et les services rendus. Dans cette logique, il faut essayer de connecter les espaces verts entre eux.
Miser sur la diversité des essences
Enfin, lorsque l’on compose avec une diversité d’essences, il est nécessaire de penser leurs interactions. Certaines plantes seront compagnes et construirons des relations d’interdépendance, mais d’autres seront répulsives pour certains végétaux. Une constante demeure cependant : c’est dans la diversité que réside la résilience de l’écosystème ainsi que sa capacité à apporter des bienfaits.
Conserver les arbres existants
En outre, dans le contexte actuel d’urgence écologique, la priorité est aussi de préserver l’existant. Un arbre met des décennies à atteindre l’âge adulte, il faut donc construire la végétation autour des végétaux présents qui travaillent déjà à nous fournir des services. L’outil SESAME n’est en aucun cas un outil d’aide à la compensation : il vient au contraire reposer sur le patrimoine arboré existant pour le développer.
Responsable du Groupe Nature en Ville, Département Ville Durable au Cerema Île-de-France
Tel : + 33 1 34 82 12 46
mail : joel.amosse@cerema.fr
Site internet où téléchargez SESAME et la documentation disponible. Attention, les données ne concernent que la région messine. l'outil francilien sera bientôt disponible
Conseil Départemental de la Seine-Saint-Denis
Julia BADAROUX
Chargée de projet ingénierie pour le département (93), Direction de la Nature, des Paysages et de la Biodiversité
