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Végétaliser pour réduire localement l’exposition au bruit : des solutions fondées sur la nature

Focus – Actualisation : novembre 2021 

La présence de végétation peut, sous certaines conditions, contribuer à atténuer les niveaux de bruit en déviant et en absorbant les ondes sonores. Les  arbres et les haies sont les dispositifs végétaux les plus efficaces pour interagir avec les ondes sonores et ce, d’autant plus qu’ils forment une bande profonde et dense. D'autres solutions végétalisées peuvent néanmoins également y contribuer.
Dans le cadre d’une étude de cas appliquée à 4 zones critiques  de la Région bruxelloise, le gain acoustique maximal qui a pu être obtenu à l’échelle micro-locale à partir de solutions fondées sur la nature a été estimé à environ 5 décibels (dB(A)). Découvrez comment…

Une étude pour mieux comprendre l’impact de la végétalisation des espaces urbains sur l’exposition des citadins au bruit

La présence d’espaces verts et bleus constitue un élément important de la qualité de vie en milieu urbain. Outre une amélioration du cadre de vie, la nature en ville apporte de nombreux autres bénéfices ou « services écosystémiques » dont, entre autres, un support à la biodiversité, la régulation du cycle de l’eau et du climat, la modération des conditions météorologiques extrêmes ou encore, une réduction locale de la pollution de l’air (voir focus « Végétaliser pour refroidir les espaces urbains» et «Végétaliser pour réduire localement l’exposition à la pollution de l’air» ).
Parmi les services écosystémiques attribués à la végétation urbaine figure la réduction du bruit ambiant, enjeu environnemental important en termes de santé publique des citadins. Le plan de prévention et de lutte contre le bruit et les vibrations (Quiet.Brussels), adopté en février 2019, comprend notamment des mesures visant à préserver, améliorer et créer des "zones de confort acoustique". Celles-ci correspondent à des zones dont au moins la moitié de la superficie a des niveaux sonores inférieurs à un seuil déterminé (Lden55dB(A)) et se localisent notamment au niveau des parcs et espaces verts. Le recours aux murs ou merlons (levées de terre) végétalisés figure parmi les actions préconisées. La création de zones calmes et de confort sur le territoire bruxellois, notamment au niveau des espaces publics, constitue aussi un objectif du plan régional de développement durable (Stratégie 6. Préserver et améliorer le patrimoine naturel régional, chapitre sur la limitation des nuisances environnementales).

Une étude visant à synthétiser les connaissances scientifiques concernant l’impact de la végétation urbaine sur l’exposition des citadins aux polluants atmosphériques, au bruit et aux fortes chaleurs a été effectuée en 2020 à la demande de Bruxelles Environnement.

Le but de cette étude est d’objectiver le potentiel  de la végétation pour réduire, localement  et en milieu extérieur, des problèmes de qualité de l’air, de bruit ou de chaleur ressentie et de disposer de recommandations générales concernant la mise en œuvre de ces solutions, qualifiées de  solutions fondées sur la nature (ou nature-based solutions), au niveau bruxellois.

Les solutions fondées sur la nature (SFN) ou nature-based solutions (NBS) sont définies par la Commission européenne comme des solutions inspirées par la nature et reposant sur cette dernière, qui sont rentables, qui offrent des avantages à la fois environnementaux, sociaux et économiques et qui favorisent la résilience. De telles solutions apportent aux paysages (…) des caractéristiques et des processus naturels plus nombreux et diversifiés, grâce à des interventions systémiques adaptées aux conditions locales et efficaces en termes d’utilisation des ressources. La Commission souligne en outre que les solutions fondées sur la nature doivent s’avérer bénéfiques pour la biodiversité et contribuer à la fourniture d’une série de services écosystémiques.

 

Ce focus traite du lien entre végétation et exposition des usagers des espaces publics aux nuisances sonores. Son contenu se fonde en grande partie sur les résultats de l’étude précitée (VITO et WITTEVEEN+BOS 2020). L’impact de la végétalisation des espaces publics sur l’exposition aux fortes chaleurs et à la pollution atmosphérique fait l’objet de deux autres focus. 

La végétation peut contribuer à la réduction du bruit de deux manières :

  • Déviation des ondes sonores (réflexion, diffraction)
  • Absorption des ondes sonores

Par ailleurs, la présence de végétation peut aussi influencer de manière positive l’appréciation de l’ambiance sonore d’un lieu.  Outre l’impact psychologique de la verdure, celle-ci peut s’accompagner de bruits de feuillages, de chants ou de cris d’oiseaux ou, encore de bruit d’eau perçus le plus souvent comme agréables. 

L’influence du sol, de la couverture de sol et des surfaces d’eau 

Un sol recouvert d’une végétation sera généralement plus poreux ce qui le rend acoustiquement plus absorbant. La présence de cette végétation entraîne également une plus grande interaction des ondes avec le sol de sorte qu'une plus grande partie du son sera absorbée.
Dans certaines configurations telles que des cours ou places urbaines, les surfaces au sol végétalisées permettent d’apporter une diminution de bruit de 2 à 4 dB(A) par rapport aux mêmes surfaces mais qui seraient revêtues de matériaux réfléchissants tels que des dalles ou de l’asphalte (ADEME 2017).

Une diminution du niveau sonore de 3 dB(A) correspond, pour comparaison et dans le cas du bruit routier, à l’impact d'une division par deux du trafic ou du doublement de la distance d’éloignement par rapport à la source sonore.

 

En milieu urbain, ces résultats sont également applicables aux voies de trams ainsi qu’aux voies ferrées. 
Cet effet est cependant réduit, voire négatif, si le sol est humide (l’eau empêche la pénétration du son), notamment en cas d’arrosage. De même, en réfléchissant totalement les ondes sonores, les plans d’eau n’apportent pas d’amélioration acoustique.
Notons que la présence de fontaines, jets ou chutes d’eau peut générer un son permettant de masquer un bruit perçu comme désagréable  (trafic par exemple) et, de ce fait, améliorer le confort acoustique perçu des usagers de l’espace.

L’influence des arbres 

Troncs, branches, tiges et feuilles des arbres réfléchissent, diffractent et absorbent les ondes sonores. La réduction de bruit apportée par un ensemble d’arbres augmente avec la circonférence des troncs et la densité ainsi qu’avec la profondeur de la plantation (VITO et WITTEVEEN+BOS 2020). L’impact dépend aussi des essences (par ex. caractéristiques de l’écorce), de la hauteur des plantations et des caractéristiques du sol qui absorbe également les ondes sonores. Il est aussi fonction des conditions météorologiques locales (vent, température…), elles-mêmes influencées par la présence d’une bande boisée (Defrance et al. 2019).
Selon l’ADEME (2017), une plantation d’une longueur de l’ordre de 25 mètres le long d’une voirie et d’une profondeur de 75 mètres, avec des arbres de tronc d’environ 16 cm de diamètre et espacés d’un à deux mètres, serait susceptible d’apporter une atténuation supplémentaire du bruit d’environ 7 dB(A) par rapport à un terrain simplement enherbé. Ceci constitue une amélioration très perceptible.  Des mesures effectuées par ailleurs (Defrance et al. 2019) montrent qu’un effet sur le bruit ne serait mesurable qu’à partir d’une bande de forêt profonde d’une vingtaine de mètres.  

Atténuation du bruit avec la distance et la présence d’une bande boisée

Source : Bruxelles Environnement 2021

Pour que l’efficacité acoustique d’une bande boisée soit maximale durant toute l’année, il est préférable de planter des arbres à feuillage persistant.  Ce type d’aménagement, nécessitant une emprise importante au sol, est cependant rarement applicable en milieu urbain dense.
Dans une rue arborée, l’effet diffère fortement selon la position de la personne exposée au bruit (« récepteur ») par rapport à la source sonore et à la configuration spatiale (présence d’éventuels obstacles, phénomènes de réverbération, etc.).  Lorsque ce récepteur est situé sous le couvert des arbres, les nuisances sonores qu’il subit sont légèrement supérieures suite à la réflexion des bruits émis par le trafic sur les troncs et branchages.  Au niveau des étages, l’impact peut s’avérer par contre positif lorsque la masse de la couronne des arbres permet de bloquer une partie du bruit. Cette configuration peut aussi avoir un léger effet positif pour les récepteurs situés dans des rues voisines. 

L’influence des haies et arbustes 

De manière générale, compte tenu de leur contenu en bois plus faible, les arbustes ont un effet limité sur la propagation du bruit routier comparativement à des arbres. Une haie continue, épaisse et dense, peut toutefois engendrer une légère diminution sonore (entre 1 et 3 dBA) pour l’usager situé derrière l’aménagement végétal (Defrance et al. 2019). Cette atténuation résulte cependant en partie de la présence de végétation herbacée et de terre au pied des buissons. 

L’influence des toitures et façades végétalisées

L’impact d’une toiture végétalisée est très variable selon les substrats accueillant les plantes qui, selon leur porosité, absorbent plus ou moins significativement les ondes sonores. Il dépend également de la forme du toit. Pour qu'une toiture verte soit utile, elle doit interagir avec une part significative des ondes sonores.
De ce fait, une toiture verte sera généralement plus utile dans une configuration type « rue canyon »  que dans des rues avec des maisons 4 façades.

Une rue canyon est une rue dont les bâtiments se succèdent de manière (quasi) ininterrompue et qui sont étroites et/ou dont les bâtiments sont élevés.

Dans ce dernier cas, le bâtiment lui-même fait écran vis-à-vis des ondes sonores et le bruit se propage principalement autour du bâtiment. Dans une rue type canyon, en raison des nombreuses réflexions et diffraction des ondes sonores sur les façades et dans la partie haute des bâtiments, des niveaux relativement élevés seront encore perçus à l'arrière des maisons. Une toiture végétalisée pourra dans ce genre de contexte urbain et sous certaines conditions, en fonction notamment de la distance source-récepteur et des interactions ondes/toitures, atténuer le bruit en façade et à l’arrière des maisons.  De même, en empêchant la réflexion du son entre les façades côté rue, les façades végétalisées peuvent s’avérer efficaces pour réduire significativement le bruit dans les rues canyons et à l’arrière des bâtiments. C’est surtout le cas si les végétaux sont en pleine terre ou installés sur un substrat couvrant toute la façade. La mise en place de ce type de solutions sur des bâtiments existants peut cependant s’avérer compliquée et poser la question de l’approvisionnement en eau. 

Exposition différenciée des façades au bruit de la circulation selon la direction du vent 

Source : VITO et WITTEVEEN+BOS 2020 sur base de Depauw et al. 2018

Dans une rue canyon, en raison des mécanismes physiques de déviation des ondes sonores par le vent, les façades sous le vent sont plus exposées aux bruits émis par le trafic.  De manière générale, il est donc préférable d’installer des aménagements type écran acoustique végétalisé de ce côté de la voirie. 

Les buttes de terre végétalisées sont efficaces pour absorber le bruit routier

Les merlons (ou buttes de terre) constituent des surfaces relativement absorbantes et ce, d’autant plus s’ils sont végétalisés, voire bordés d’arbres et d’arbustes (la hauteur de ceux-ci doit toutefois être inférieure à la partie haute du dispositif selon Defrance et al. 2019). Selon l’ADEME (2017), pour que ces buttes soient aussi efficaces qu’un écran acoustique, elles doivent en général être légèrement plus hautes.  Elles nécessitent en outre une emprise au sol importante pour leur implantation. 

L’application de solutions fondées sur la nature de grande ampleur pourrait réduire localement les niveaux de bruit de maximum 5 décibels pour les cas étudiés

Afin d’estimer, en première approche, le potentiel théorique de solutions fondées sur la nature pour réduire localement l’exposition des usagers de l’espace public à la pollution de l’air et aux nuisances sonores ainsi qu’aux chaleurs excessives, 4 zones bruxelloises représentatives de différentes configurations spatiales ont été étudiées. 
Pour chacun de ces cas, un scénario minimaliste (mesures de végétalisation compatibles avec une conservation des infrastructures de mobilité existantes) ainsi qu’un scénario maximaliste (mesures de végétalisation impliquant une emprise spatiale significative et  des modifications possibles des infrastructures routières) ont été étudiés.

Principales solutions fondées sur la nature envisagées pour réduire localement l’exposition des usagers de l’espace public aux nuisances sonores

Source : VITO et WITTEVEEN+BOS 2020 

En ce qui concerne les 4 cas étudiés, le gain acoustique maximal qui a pu être obtenu à l’échelle micro-locale à partir de solutions fondées sur la nature a été estimé à environ 5 décibels A  (sur base de l’indicateur Lden ), avec néanmoins des variations importantes selon la position de l’usager dans l’espace public. Dans ce cas précis, la diminution locale maximale des niveaux de bruit résulte essentiellement de l’implantation d’un écran végétalisé autour de la bouche d’un tunnel accompagnée de la combinaison de végétation haute et basse et d’un accroissement de la distance entre les usagers de l’espace public et le trafic. 

Le Lden (Level day-evening-night) i décrit le niveau sonore équivalent moyen pondéré pendant 24h, observé sur une année complète avec la prise en compte d’une correction pénalisante de 5 dB(A) pour le soir (de 19h à 23h) et de 10 dB(A) pour la nuit (de 23h à 7h), les bruits générés pendant ces moments de la journée étant ressentis comme plus gênants.

A titre indicatif, une baisse des niveaux sonores de 5 dB correspond grosso modo à une réduction par trois d’un trafic dense dans une rue à 2 bandes.  Même si les réductions peuvent être importantes, elles sont toutefois généralement insuffisantes pour diminuer les nuisances sonores en-dessous des valeurs-seuils à partir desquelles des problèmes de santé peuvent apparaître. 
Dans la plupart des cas, pour obtenir un effet comparable à celui obtenu avec des mesures importantes de réduction du bruit à la source, le mieux est de combiner des mesures de végétalisation avec l’implantation d’infrastructures matérielles (par exemple, des murs antibruit végétalisés ou des bâtiments à fonction peu sensible - en termes de bruit - faisant écran aux ondes sonores). 

En résumé
La présence de végétation peut, sous certaines conditions, contribuer à atténuer les niveaux de bruit en déviant et en absorbant les ondes sonores. Les effets sont cependant souvent d’ampleur limitée relativement à d’autres actions visant à réduire le bruit. Ils sont également très variables dans l’espace et dépendent de nombreux facteurs. Si l’impact de la végétation sur les niveaux de bruit mesurés est souvent réduit, la présence de nature a aussi un impact positif sur la perception de l’ambiance sonore du site. 
Les  arbres et les haies sont les dispositifs végétaux les plus efficaces pour interagir avec les ondes sonores et ce, d’autant plus qu’ils forment une bande large et dense en matériel ligneux (bois). En général, un effet maximal sera obtenu en combinant la présence de plantes herbacées, d’arbustes et d’arbres. Les ondes sonores sont aussi dispersées et absorbées par les sols naturels poreux qu’elles rencontrent. Les buttes de terres végétalisées ou la végétalisation de voies de tram peuvent constituer des solutions basées sur la nature efficaces pour réduire les nuisances sonores.  
Date de mise à jour: 14/12/2021

Documents: 

Fiche(s) documentée(s)
Thématique sol 

Fiche(s) de l'Etat de l'Environnement

Etudes et rapports 

Plans et programmes