Introduire la biodiversité dans la construction et l'urbanisme/L'enveloppe du bâti elle-même /Murs comme lieux d'accueils de la biodiversité

Diverses parties de l'enveloppe ou du support (poteaux, etc) d'une construction peuvent abriter ou faciliter la vie de nombreuses espèces d'animaux et végétaux, sans que cela nuise à la structure ou aux fonctions du bâti si ce dernier est conçu pour empêcher sa dégradation par la faune, la flore et les champignons, et pour empêcher les contacts directs entre la faune et les habitants ou usagers dans le cas de structures habitées.

Dans certaines conditions, la végétation - et ici son système racinaire - peut envelopper ou couvrir un mur ancien, en l’abîmant peu, voire en le protégeant (ici à Hongk-Hong)

L'architecture traditionnelle

Cette ruche "pédagogique" située dans un bâtiment (magasin et lieu de réunion) de l'ONG anglais Kent Wildlife trust et KMRBC (Kent & Medway Biological Records Centre) (Kent, Royaume-Uni) permet de voir les abeilles au travers des vitres, d'écouter leur vrombissement, de sentir l'odeur de la ruche, grâce des orifices grillagés ; placée à l'ombre, elle communique avec l'extérieur via un conduit traversant le mur

Niches dans un mur de brique, abritant des ruches traditionnelles (pour produire miel et cire), mais aussi utile pour polliniser les fruitiers proches (Lost Gardens of Heligan, Cornouaille, Royaume-Uni)

Enseigne anglaise faite d'une véritable ruche, habitée par des abeilles (Beehive Inn, Grantham, Royaume-Uni

• Concernant la flore :
  Les toitures végétalisées semblent avoir été courantes et anciennes en Europe du nord.

Des plantes grimpantes (lierre, vigne vierge, chèvre feuille ont également colonisé des murs de toutes sorte depuis longtemps en zone tempérée.
En zone tropicale et équatoriale, la flore (très exubérante) est la faune sauvage sont au contraire maintenue à distance.

• Concernant la faune :
  En Europe et Asie du nord, l'habitat humain, les fermes et les châteaux semblent - depuis les débuts de l'histoire de l'architecture - avoir accordé une large place à la faune domestiquée ;

ainsi trouve-ton des traces anciennes de niches et chenils pour les chiens (chiens de garde ou de chasse), poulaillers, chatières...
Des écuries et étables adossées à la ferme, ou formant son rez de chaussée étaient fréquent dans le moyen-âge européen.
Des pigeonniers, voire des ruchers pouvaient être intégrés dans les murs, respectivement pour la récolte de fientes (comme engrais), d’œufs, la viande de pigeon et pour le miel et la cire).
Plusieurs espèces d'hirondelles qui débarrassaient les étables et écuries des nuées de mouches attirées par les animaux et leur fumier sont devenues si proches de l'homme qu'on les caractérise souvent comme commensales de l'homme.

L'architecture contemporaine

Certains architectes, dans les projets où la qualité environnementale est privilégiée, accordent depuis peu une place croissante à la flore, et commencent parfois à intégrer la faune sauvage dans leurs projets. Le concept de « maison-nichoir » a en France été promu par Jean-François Noblet (voir bibliographie)

Histoire, réhabilitation historiques...

Moutons de Soay utilisés pour la gestion restauratoire de la végétation couvrant le sommet des murs d'une partie récemment restaurée des fortifications de la Citadelle de Lille. Très à l'aise sur les pentes, cet animal remplace la tondeuse tout en jouant un rôle de corridor écologique ambulant (il véhicule des graines et propagules dans son pelage, son tube digestif et sous ses sabots)

Sur une partie des fortifications (contre-garde), une expérimentation en faveur de la biodiversité doit permettre à quelques espèces végétales et animales « muricoles » (invertébrés, chauve-souris) de continuer à vivre sur le site, et faciliter leur observation par le public.
Sur quelques dizaines de mètre des parpaings spéciaux ont été maçonnés avec de la terre, et remplis d'une terre compact (riche en argile et chaux). Les spores et graines sauvages adaptées au milieu sont apportées par le vent, les insectes, les oiseaux, etc. les espèces s'auto-sélectionnent et s'adaptent à ce microclimat particulier (chaud et sec en été, très exposé au vent).

Sur quelques mètres, et dans le même objectif que sur l'image ci-dessus, une autre expérience utiliser des gabions emplis de petites pierres calcaire dure et de terre.

La colonisation naturelle de murs et murets par des plantes (dont arbres) est naturelle.

Elle est habituellement considérée comme un problème, les racines endommageant les mortiers naturels de terre ou de chaux hydraulique naturelle, surtout s'ils sont souvent humides. Ces racines peuvent dans certaines conditions, décoller les briques ou encore favoriser l'humidité du mur (ou au contraire la drainer), ou augmenter sa vulnérabilité au gel (ex : cas des murs de fortification dont le cœur est constituée de pierre calcaire gélive, cachées sous un parement protecteur de pierre dure ou de brique).
En zone tropicale humide, certains arbres peuvent rapidement coloniser et entièrement recouvrir des architectures (dont patrimoniales telles que celles des temples d'Angkor en quelques siècles).

Des structures architectoniques artificielles, ciment ou appareils de pierres maçonnées, que l'on laisse volontairement se couvrir de mousses et de quelques plantes muricoles (fougères notamment) existent néanmoins (depuis plus de 200 ans au moins en France dans quelques grands parcs royaux ou municipaux, initialement toujours associés à des fontaines ou cascades).

Les "fabriques" romantiques (faux bâtiments anciens, fausses ruines) les ont beaucoup apprécié au XIXe siècle.

Ils ont ensuite été développés par certains zoos et pour le décor de terrariums ou d'aquaterrariums publics ou privés, utilisant généralement des espèces tropicales en culture hydroponique, avant que le botaniste et chercheur français Patrick Blanc ne crée, teste et développe son concept horticole de mur végétal sur support de feutre horticole.

D'autres techniques de murs végétaux se développent et dans leur sillage ou indépendamment, des designers et paysagistes ont développé de nouvelles méthodes et outils pour les espaces intérieurs. Des systèmes en kits prévégétalisés à assembler existent ou de supports conçus avec l'aide de scientifique et d'un logiciel de modélisation de la croissance des plantes (croissance, aspect, couleur...) , Fedor van der Valk a inventé de minis-jardins suspendus intérieurs (« String Gardens ») qui semblent flotter dans le vide en supportant des cascades de verdure. Le néo-zélandais Patrick Morris réussit à donner l'impression que le plafond est tapissé de plantes, via des jardinières à double fond qui y sont suspendues. L'équipe d'Amaury Gallon vient installer un mur végétal en kit, installé à domicile. Le designer Richard Grassin Delyle propose des cloisons ou doubles cloisons végétalisées, éventuellement mobiles, avec plantes fixées sur tissus horticole horizontal . De nombreux exemples de murs intérieurs sont aujourd'hui disponibles.

Le gabionnage a encore donné lieu au XXème siècle à divers innovations et brevets, mais leur relative simplicité de fabrication peut permettre comme au Burkina Faso de les faire fabriquer par des artisans locaux. On a notamment essayé d'y intégrer des fonctions de services écosystémiques en les rendant parfois plus propices à la biodiversité, par exemple en permettant leur colonisation par des racines d'arbres

Principe

Des producteurs (ici murs végétalis®) proposent des mélanges d'espèces et de variétés permettant une meilleure résistance aux maladies…

Module Greenbox®

Mur végétalis® de l'école d'architecture de Montpellier, don de la société Greenwall

Les plantes préparées sur une surface presque verticale auront un aspect plus naturel dès leur installation sur le mur (Cultures végétalis®)

Des murs ou parois végétalisées peuvent être aménagés tant à l'extérieur qu'à l'intérieur de bâtiments, avec ou sans source artificielle de lumière.
Le principe s'appuie sur le fait qu'en l'absence d'intervention humaine, en présence d'air propre et d'une humidité suffisante de l'air, tout support tend à être naturellement colonisé par des bactéries (biofilm), des algues, puis des mousses et des lichens, avant l'apparition de petites plantes, qui sont généralement aussi des épiphytes des arbres. Dans le cas où le mur reste sec, ou en atmosphère plus sèche, il peut également être colonisé par des plantes grimpantes (lierre, vigne vierge en climat tempéré).
Plusieurs approches techniques existent, allant de l'insertion de plantes adaptées aux milieux secs et pauvres (crassulantes, cactées..) pour créer des structure de type « jardins de rocailles », à des techniques sophistiquées dites de "génie végétal" optimisant les conditions de colonisation et de pousse des plantes grâce à des supports de feutre synthétique dans lequel circule de l'eau enrichie en sels nutritifs.

Un grand nombre de plantes tropicales épiphytes ou poussant à l'ombre de la canopée se contentent de peu de lumière et de peu de nutriments.

Types d'aménagement de façades

Il peut se faire soit à partir du sol directement, les racines de plantes grimpantes y puisant leur nourriture et l'eau, soit en intégrant la flore au bâtiment, via des balconnières, des jardinières, ou des systèmes plus complexe de murs végétaux tels que ceux de Patrick Blanc.

Par exemple : Sur le mur porteur est placé une ossature métallique qui soutient une plaque de PVC expansé de 10 mm d'épaisseur, sur laquelle sont agrafées deux couches de feutre de polyamide de 3 mm d'épaisseur chacune. Ces couches de feutre miment en quelque sorte les mousses qui se développent sur les parois rocheuses et qui servent de support aux racines des plantes. Un réseau de tuyaux commandés par des électrovannes apporte une solution nutritive contenant les éléments minéraux nécessaires à la croissance des plantes. Le feutre s'imprègne de cette solution nutritive, qui redescend le long du mur par gravité. Les racines des plantes n'ont qu'à se servir, et l'eau en excès est recueillie en bas du mur par une gouttière, avant d'être réinjectée dans le réseau de tuyaux : le système fonctionne en circuit fermé.

C'est une variation inhabituelle d'une machine vivante : l'eau s'écoule sur une surface sur laquelle se développent de la mousse ou d'autres plantes, quelques insectes et des bactéries, et est captée en bas du mur dans une gouttière, d'où elle est réinjectée en haut du mur.

Les avantages

En plus de l'aspect esthétique, le mur végétalisé présente plusieurs avantages :

• Il permet une meilleure régulation thermique du bâtiment. En été, l'ensoleillement est réduit.
• L'w:évapotranspirationévapotranspiration du lierre ou d'autres grimpantes contribue au rafraîchissement de l'air et à une régulation de l'hygrométrie. En hiver, ce couvert végétal seul ne peut jouer un véritable rôle d'isolant, mais en asséchant les fondations et en protégeant les murs de la pluie (grâce à l'orientation des feuilles et à leur densité dans le cas du lierre), il les rend plus isolants.
• Il protège le bâtiment contre l'effet corrosif des pollutions urbaines (pluie acide, pollution atmosphérique) et contre l’humidité (acide, en ville), en offrant une surface imperméable à la pluie. En effet, la disposition "en tuiles" des feuilles de certaines grimpantes, telles que le lierre, permet de protéger presque totalement le mur de la pluie.
• Les racines participent à l'assèchement du sol à proximité des fondations.
• La végétalisation des façades offre une surface végétale supplémentaire et significative pour l'épuration de l'air et la production d'oxygène.
• Certains murs anti-bruit sont végétalisés, augmentant leur fonction dé-stressante (végétalis®, Le Prieuré, Héliotrope…). Le feuillage seul est réputé inefficace (une épaisseur de 10 m de feuillage d'arbres ne réduit un son puissant que d'à peine 1 dba), cependant le bruit du vent dans les feuilles et celui des oiseaux (comme celui des fontaines) ont des vertus psychologiquement apaisantes, et sans vraiment cacher le bruit ambiant, ils le rendent plus supportable.

Utilisation du lierre

Le lierre est une plante particulièrement bien adaptée au verdissement des façades. Sauf dans le cas de murs maçonnés à la Chaux hydraulique naturelle ou à la terre et qui seraient assez humides pour que les racines puissent y vivre, ce végétal n'abîme pas les façades, bien qu'il puisse endommager les peintures où ses crampons laissent des traces. Il est résistant aux conditions climatiques rudes (inondation, gel, sécheresse...). Il reste vert toute l'année, ce qui lui permet de continuer à absorber du carbone pendant l'hiver, alors que la plupart des végétaux ont perdu leurs feuilles. La période de pollinisation du lierre se situe vers la fin de l'été. Il offre donc aux invertébrés pollinisateurs la possibilité de bénéficier d'un dernier approvisionnement en pollen avant l'hiver. Les fruits du lierre apparaissent très tôt dans l'année (vers le mois de mars), et constituent une nourriture de base pour les oiseaux frugivores, alors que leur nourriture fraîche commence à manquer. De plus, au même titre que certaines autres espèces indigènes (fougères, cymbalaire), le lierre possède une valeur esthétique.

Les autres espèces couramment utilisées sont la vigne vierge, le chèvrefeuille...

Entretien

Afin de préserver au maximum le potentiel de végétalisation des façades, le mur doit conserver ses irrégularités, sans altérer l'état général de la surface. Faire grimper du lierre sur un mur dont les joints sont abîmés (joints sableux) peut être dommageable pour la surface.

L'entretien des façades ne peut pas se faire à toutes les époques de l'année afin de respecter les rythmes de la faune et de la flore qui y auront trouvé refuge. Il faut éviter les périodes de nidification ou les périodes de froid hivernal pendant lesquelles la végétation sert d'abri pour de nombreux invertébrés.

Afin de faciliter la végétalisation suivant un processus naturel, il faut conserver des îlots de végétation (mousse, fougères) lors de l'entretien des façades.

Une attention particulière doit être apportée à l’entretien des façades et structures végétalisées. Si les plantes grimpantes ou la flore des terrasses extensives sont rustiques et ne nécessitent ni arrosage ni engrais. Il faut respecter les points suivants :

• Les plantes grimpantes ne doivent pas atteindre les tuiles, ardoises ni les gouttières. Si leurs feuilles mortes bouchaient ou freinaient l’évacuation des eaux pluviales, celles-ci pourraient déborder et s’écouler le long des façades, au risque d’altérer les matériaux, de favoriser la pénétration de racines et l'implantation de fougères, graminées, voire de plantes buissonnantes ou d'arbres dans les ciments de mauvaise qualité ou composés de chaux hydraulique naturelle, ou de terre.
  • De la même façon, il faut tailler régulièrement les végétaux autour des ouvertures, prises d'air, cheminées, de manière que la végétation ne guide pas des espèces indésirables ou invasives vers les espaces intérieurs (insectes (comme les fourmis) ou araignées...). Un filtre de type moustiquaire peut protéger les prises d'air.
• Le pourtour des terrasses végétalisées doit être nettoyé ou inspecté une à 2 fois par an de manière à vérifier que les drains ne soient pas bouchés (par feuilles mortes, cadavres d'oiseaux, etc, ce qui vaut aussi pour les terrasses non végétalisées).
• Quelques plantes grimpantes, telles que la glycine, peuvent s’enrouler autour des gouttières, des tuyauteries, et les compresser jusqu’à la rupture. Il faut donc contrôler, guider sélectionner ou adapter la végétalisation en fonction du type de mur ou de support.

Pour favoriser une biodiversité aussi proche que possible du potentiel local, toutes les surfaces du bâti, autres que les vitres et les panneaux solaires peuvent être végétalisées.

Précautions, sécurité

Une glycine enroulée sur une gouttière peut finir par la tordre ou l'écraser. Mieux vaut guider ce type de grimpante sur un support préparé pour elle.

L'aménageur doit prendre en compte les problèmes qui peuvent être posés par l'humidité (salissures par les spores de fougères, de mousses et de champignons, risques de court-circuit en cas d'éclairage artificiel, de chauffage, présence de pompes, etc.), et par le poids des végétaux qui grandissent.

Ces murs peuvent aussi être colonisés par une faune d'invertébrés tolérés ou souhaités en aquaterrarium, mais non désirés dans une habitation ou un lieu public. Dans le cas de murs végétaux, le mur ou le support, s'ils ne sont pas conçus par l'architecte pour résister à l'eau enrichie de nutriments, doivent en être protégés.

Certains murs maçonnés à la terre ou à la chaux hydraulique doivent être protégés de la pénétration de racines susceptibles de les dégrader. Un entretien et des vérifications régulières sont nécessaires.

En cas d'utilisation de plantes exotiques, afin d'éviter d'importer des organismes indésirables ou microbes pathogènes, il est recommandé de travailler avec des horticulteurs spécialisés et des plantes dont l'origine est traçable et légale.

Les oiseaux

Le fait d'augmenter la biodiversité augmente aussi la présence des oiseaux. Or, les surfaces vitrées constituent un piège visuel pour l'avifaune qui percute des fenêtres de jour ou de nuit.

• L'oiseau peut être victime d'un effet miroir lorsque la vitre reflète le ciel.
• Il peut penser pouvoir traverser le bâtiment lorsqu'il aperçoit une autre ouverture dans le même axe.
• Il peut percuter une vitre invisible de type mur antibruit ou de type « balustrade vitrée » par exemple sur une terrasse.
• De nuit, l'oiseau en migration percute assez fréquemment la fenêtre d'une pièce éclairée, victime d'un des effets de la pollution lumineuse.
  • Dans ce dernier cas, la fréquence des collisions peut être diminuée de 80 % par la fermeture d'un volet ou d'un rideau épais.
  • De jour, on diminue fortement le risque de collision par l'apposition d'une silhouette noire représentant un oiseau de proie, encore plus efficacement si celle-ci est suspendue à un fil qui lui permet de bouger. Ces silhouettes sont commercialisées par différentes associations ou institutions. Elles ne gênent pas la faune locale qui s'y habitue et préviennent les collisions avec les oiseaux migrateurs ou de passage.

Variantes intérieures

Une variante à la façade végétalisée est le mur intérieur végétalisé. La seule contrainte supplémentaire concerne la lumière qui doit être amenée en quantité et qualité suffisantes, et si possible orientée du haut vers le bas pour assurer une bonne croissance aux végétaux. Le mur végétalisé d'intérieur peut être construit dans une véranda ou sous une verrière, en prenant garde aux éventuelles surchauffes et aux problèmes éventuels liés à l'eau et à la condensation.

Une première manière de végétaliser le mur est de mettre sur la surface un substrat apte à être colonisé par les végétaux choisis. Ce substrat sera comparable à celui des toitures végétalisées, ou de type feutre synthétique associé à un système de pompe (éventuellement solaire) maintenant un écoulement d'eau le long du substrat qui sera progressivement colonisé par les végétaux qu'on y aura plantés.

Quelques exemples de réalisations intérieures innovantes :

• 
  Bar végétalisé
• 
  Le tableau végétal
• 
  Un Mur intérieur

Cliquez sur une image pour l'agrandir.

Il est aussi possible de planter des végétaux grimpants, buissonnants ou arbres dans le "vrai sol" ; Ainsi dans le lycée HQE de Calais, des arbres ont été plantés sous les verrières intérieures, non dans des fosses qui nécessiterait un arrosage, mais dans le vrai sol réservé par l'architecte.

On peut aussi faire entrer le végétal (type lierre ou plante grimpante) par un orifice réservé en bas du mur, garni d'un isolant, tout en laissant ses racines s'épanouir dans le sol à l'extérieur. Les végétaux à crampons ou racines aériennes prennent appui sur la structure et colonisent progressivement le mur. Il faut cependant mettre en place un système permettant d'empêcher l'accès aux araignées, souris et autres indésirables par l'orifice d'accès du végétal. Ce système est le plus simple, car il ne nécessite quasiment pas d'entretien, si ce n'est une taille régulière pour éviter l'envahissement de la maison. En général, il n’est pas nécessaire de l'arroser puisque le végétal a ses racines à l'extérieur, sauf en cas de sécheresse prolongée.

L'intérêt principal du mur végétalisé peut être le renouvellement de l'air intérieur ou la phytoremédiation. Voir aussi le programme Phyt'air.

Le mobilier urbain végétalisé

Poteau électrique et support de lampadaire couverts de lierre.
Sans remplacer un arbre, ce poteau rembourse une partie de sa dette écologique en produisant de l'oxygène toute l'année et en offrant gîte et couvert aux oiseaux et à d'autres animaux.

Pour pallier le manque d'arbres et de photosynthèse en milieu urbain, une grande partie du mobilier urbain pourrait être végétalisé :

• Poteau électrique ;
• Lampadaire ;
• Banc public ;
• Abribus, etc.

Plusieurs solutions sont possibles : plantations directement dans le sol lorsque c'est possible (végétalisation auto-entretenue) ou dans des bacs de volume variable en fonction de la taille de la structure (il faut alors arroser le végétal régulièrement, au moins les premières années).

Les toitures-terrasses végétalisées peuvent également compléter ces dispositifs, ne nécessitant que peu d'entretien s'il s'agit d'une végétalisation extensive (sédums..).

Prospective

L'objectif de stopper la perte de biodiversité en 2010 ou avant 2012 implique de contribuer à la restaurer partout où cela se peut, dont en ville et dans ou sur le bâti;

(début d'article, non terminé. Aide bienvenue)

Cette section est vide, pas assez détaillée ou incomplète.

Bibliographie

• Noël Dunnett Toits et murs végétaux ; Éd. du Rouergue, Rodez, 2008
• Jean-Michel Groult, Créer un mur végétal/ Paris : Ulmer ; DL 2008
• Kindt, Agnes (Institut du Développement Durable et Responsable), Véronique DHAM (Gondwana), présentation La Biodiversité, semaine du développement durable, 3 AVRIL 2012. IDDR Université catholique de Lille. Conférence Gecina