Dans des villes en croissance rapide comme Tokyo, intégrer de la verdure est une tâche difficile. Avec un espace limité pour les arbres ou les parcs, le verdissement vertical – le placement de végétation sur les façades des bâtiments – est devenu une solution créative pour réintroduire la nature dans les environnements urbains surpeuplés. Cependant, jusqu’à présent, il n’existait aucune méthode claire pour évaluer où ce type de verdure est le plus nécessaire ou le plus efficace.
Pour relever ce défi, des chercheurs de l'Université de Chiba au Japon ont créé un cadre spatial basé sur des données qui identifie les meilleurs emplacements pour le verdissement vertical dans les 23 quartiers de Tokyo.
L'étude, publiée dans Villes et société durablesfournit la première carte de verdure verticale à l'échelle d'une ville dans l'une des zones métropolitaines les plus denses du monde.
L'équipe de recherche, dirigée par le professeur Katsunori Furuya, avec Mme Ruochen Ma, Mme Yunchen Xu, Mme Yan Tang, M. Sihan Zhang et Mme Yuhui Liao de l'École supérieure d'horticulture de l'Université de Chiba, Japon, a utilisé l'intelligence artificielle pour analyser plus de 80 000 images Google Street View.
À l'aide d'un modèle d'apprentissage en profondeur (YOLOv8), ils ont détecté des façades comportant de la végétation, telles que des murs verts et des plantes de balcon, pour créer un inventaire spatial détaillé des systèmes de verdure verticaux de Tokyo.
« Avec cette étude, nous visions à fournir une image plus claire de la façon dont la verdure verticale est distribuée dans les zones urbaines denses comme Tokyo et comment elle s'aligne (ou ne s'aligne pas) avec les besoins environnementaux », explique le professeur Furuya.
« En combinant l'analyse d'images basée sur l'IA avec des données spatiales, nous pouvons désormais identifier les domaines dans lesquels les efforts d'écologisation pourraient faire la plus grande différence. »
Les chercheurs ont introduit une nouvelle mesure appelée indice de demande de verdissement vertical (VGDI), qui évalue où un verdissement supplémentaire pourrait réduire le plus efficacement la chaleur urbaine et améliorer la qualité de l’environnement. Le VGDI intègre plusieurs facteurs, tels que l’utilisation du sol, la densité des bâtiments, la température de surface et l’exposition des piétons à la chaleur.
Leurs résultats ont révélé une répartition inégale de la verdure verticale à travers la ville. Alors que les zones commerciales et résidentielles du centre de Tokyo avaient quelques façades végétalisées, plusieurs quartiers sujets à la chaleur et à faible revenu avaient beaucoup moins de verdure, soulignant la nécessité d'une répartition plus équitable.
L'équipe a également identifié des « zones de verdure prioritaires », où l'ajout de végétation verticale pourrait réduire les températures de surface et améliorer le confort thermique des résidents.
« Notre analyse montre que le verdissement vertical n'est pas seulement un élément architectural : c'est une nécessité environnementale », explique le professeur Furuya. « Grâce à une planification basée sur les données, les autorités municipales peuvent cibler des zones spécifiques pour améliorer le refroidissement, la biodiversité et la résilience urbaine globale. »
Les implications de ce cadre s'étendent au-delà de Tokyo. Alors que les villes compactes du monde entier sont confrontées à la hausse des températures et à un espace au sol limité, des outils similaires basés sur des données peuvent guider la sélection de sites à verdir verticalement afin d'en tirer le maximum d'avantages. Les décideurs politiques peuvent utiliser des indices tels que le VGDI pour éclairer les réglementations en matière de construction, les projets de rénovation urbaine et les programmes d'incitation au verdissement.
À long terme, de telles approches pourraient remodeler la manière dont les villes relèvent les défis croissants du changement climatique.
« L'expansion de la verdure au sein des environnements bâtis existants est aujourd'hui l'un des défis urbains les plus urgents », ajoute le professeur Furuya. « Au cours de la prochaine décennie, la combinaison de l'IA et de l'analyse spatiale aidera les gouvernements et les concepteurs à planifier des villes plus vertes, plus fraîches et plus vivables. »
L'étude souligne également l'importance de l'accessibilité et de l'équité dans la planification environnementale urbaine. En visualisant les endroits où la verdure fait défaut, le cadre permet une prise de décision plus transparente et plus équitable.
Alors que les villes du monde entier s’efforcent d’atteindre leurs objectifs de développement durable, des outils basés sur des données comme celui-ci peuvent contribuer à garantir que les avantages du verdissement urbain profitent à tous les résidents, et pas seulement à ceux des quartiers les plus riches.
Dans l’ensemble, ces travaux marquent une étape importante vers l’intégration de l’intelligence artificielle à l’écologie et à la planification urbaine.
À l’avenir, les chercheurs espèrent affiner le modèle en incluant davantage de paramètres environnementaux, tels que la qualité de l’air et les économies d’énergie, et en l’étendant à d’autres mégapoles confrontées à des problèmes de chaleur urbains similaires.
