Concevoir des toitures vertes analogues aux pelouses sèches indigènes pour la biodiversité et l'hydrologie

Les toitures vertes extensives sont de plus en plus utilisées et suscitent un intérêt croissant en raison de leur capacité à fournir de nombreux services écosystémiques. Cependant, ces services sont rarement optimisés et en adéquation avec les milieux environnants. Cette thèse explore l'utilisation de l'hypothèse d'habitats analogues et des traits fonctionnels pour sélectionner des espèces appropriées dans le but d'améliorer les services rendus par les toitures vertes extensives.
Les objectifs principaux sont de comprendre l'évolution temporelle et la dynamique de la composition taxonomique et fonctionnelle des communautés végétales sélectionnées sur base de l'hypothèse d'habitat analogue ainsi que l’influence des traits fonctionnels de ces espèces sur l’écoulement de l’eau des toitures vertes extensives. Ces deux objectifs sont répartis en deux parties. Les résultats de cette thèse ont permis d’identifier des espèces de milieux (semi-) naturels dont les toitures vertes sont analogues, leur dynamique de végétation tant d'un point de vue taxonomique que fonctionnel ainsi que l’influence des conditions microenvironnementales. L'hypothèse de l'habitat analogue a pu être confirmée grâce au suivi de toitures vertes extensives et d’expérimentations. Les communautés végétales peuvent être constituées d’espèces locales de milieux (semi-)naturels qui présentent les mêmes conditions abiotiques qu’une toiture verte extensive : faible profondeur de substrat, conditions de stress hydrique, ensoleillement important, etc. Ces communautés évoluent cependant au cours du temps et des espèces spontanées qui dominent la banque de graines peuvent devenir de plus en plus dominantes dans la végétation si des perturbations importantes viennent à détruire la végétation en place. Ces communautés végétales sont également influencées par les conditions environnementales retrouvées à l’échelle de la toiture telles que l’ensoleillement, les variations de profondeur de substrat, la composition en nutriments du sol. L’hypothèse de l’habitat analogue est complétée par les traits fonctionnels des communautés végétales et leur stratégie CSR. Nous avons pu mettre en évidence que les espèces de stratégie de tolérance au stress (S) dominent les communautés végétales, surtout dans les zones les plus stressantes. Nous avons également pu déterminer les traits végétaux liés à ces espèces locales qui influencent l’écoulement de l’eau. La biomasse aérienne et la hauteur de végétation influencent le plus l’écoulement de l’eau comparé aux autres traits fonctionnels de la végétation, mais leur influence n’est marquée que dans une certaine gamme de faibles précipitations. Cependant, l’humidité du substrat, les quantités de précipitations, la température et le choix du substrat sont autant de facteurs qui influencent de manière plus importante cet écoulement de l’eau des toitures vertes extensives que les traits de la végétation. De manière générale, les toitures vertes retiennent la moitié des précipitations sur une période d’un an. La sélection des espèces d’une toiture verte extensive doit donc se baser sur l’hypothèse de l’habitat analogue couplée aux traits fonctionnels et aux stratégies CSR. En Europe tempérée, les espèces de milieux xériques et les espèces de stratégies S peuvent constituer une base aux communautés végétales et les espèces de plus grande biomasse aérienne et de hauteur de végétation sont à privilégier pour optimiser le service de régulation du ruissellement de l’eau. La mise en place de zones avec des conditions microenvironnementales différentes permettent de valoriser des communautés végétales hétérogènes sur l’ensemble de la toiture et donc d’augmenter le service de support à la diversité floristique rendu.
Cette thèse offre une meilleure compréhension des toitures vertes en tant qu'habitats analogues de milieux (semi-) naturels et pionniers, de leur dynamique de végétation et de l'influence des paramètres environnementaux. Les résultats permettent d'envisager une utilisation plus efficace de la diversité floristique dans le contexte des toitures vertes extensives pour améliorer le service de régulation de l'eau et favoriser une meilleure intégration des toitures vertes dans leur environnement.