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Services écosystémiques et adaptation urbaine interscalaire au changement climatique : un essai d’articulation

Aleksandar Rankovic, Chantal Pacteau et Luc Abbadie

Résumés

Le questionnement des liens entre végétation et climat urbain est assez ancien dans l’histoire des idées, mais il prend une dimension particulière dès lors que l’on remanie les termes du problème en « services écosystémiques et adaptation au changement climatique ». Cette nouvelle association appelle à un effort particulier d’articulation et d’évaluation, et donc à un retour sur les différents enjeux que recoupe l’exploration du lien entre écosystèmes et adaptation urbaine au changement climatique. L’article revient dans un premier temps sur le concept de services écosystémiques et propose une première esquisse de cadre pour l’évaluation du recours aux services écosystémiques comme stratégie urbaine d’adaptation au changement climatique. Ensuite, une revue des services et desservices écosystémiques en lien avec l’adaptation urbaine est proposée, tout un insistant sur la nécessité d’une approche intégrée. Enfin, l’article aborde les jeux d’échelles inhérents à la conception de la durabilité urbaine, et interroge le concept de trame verte quant à sa pertinence dans le cadre d’une adaptation urbaine interscalaire au changement climatique.

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Texte intégral

Introduction

  • 1 « Adaptation aux Changements Climatiques et Trames Vertes : Quels enjeux pour la ville ? », 1er Avr (...)
  • 2  "Trees are the coolers given us by nature.", souligné par nous.
  • 3  Avec la culture médicale de l’époque : la motivation était anticontagioniste, l’excès de chaleur d (...)
  • 4  "Vegetation as a remedy for the summer heat of cities.", sous-titré "A plea for the cultivation of (...)

1La journée d’étude ACTV1 a souhaité revisiter le triptyque climat-nature-ville pour rapprocher les questions liées à l’adaptation urbaine au changement climatique et aux trames vertes urbaines, en prenant acte qu’une « telle association était encore rare ». Toutefois, la végétation urbaine avait déjà été désignée par des climatologues comme outil de mitigation de l’îlot de chaleur urbain depuis le 18e siècle : Noah Webster par exemple écrivait en 1799 que de « larges rues, bordées par des rangs d’arbres, seraient infiniment préférables à tout l’ombrage artificiel qui pourrait être inventé. Les arbres sont les refroidisseurs2 qui nous sont donnés par la nature » (Webster, 1799, cité par Meyer, 1991). Stephen Smith, chirurgien américain et pionnier des questions de santé publique, fut en 1872 à l’origine d’un rapport imputant à l’excès de chaleur la surmortalité estivale3 qui touchait la ville de New York. Fort de ses conclusions, il travailla ensuite au dépôt d’un projet de loi – non abouti – donnant autorité au Département des Parcs pour la plantation et l’entretien « d’arbres, de buissons, de plantes et de vignes dans toutes les rues, avenues, et places publiques de la ville », projet qu’il défend en 1899 dans un article au titre évocateur4 (Smith, 1899). Les publications sur l’ilot de chaleur urbain se comptent aujourd’hui par centaines (Stewart, 2011), et les études de l’effet refroidissant des espaces verts urbains constituent aussi un large corpus (voir par exemple Bowler et al., 2010).

2Ainsi, si nouveauté il y a dans le triptyque climat-nature-ville, il nous semble qu’elle ne se situe pas dans la question en soi des liens entre végétation et climat urbains, mais bien dans la nouvelle question du rôle des écosystèmes dans l’adaptation urbaine au changement climatique. Aborder la gestion des écosystèmes comme outil stratégique dans ce cadre impose au préalable un vaste travail d’articulation critique. En effet, si de nombreux exemples de projets « d’adaptation basée sur les écosystèmes » (ecosystem-based management) sont répertoriés dans la littérature grise (voir par exemple UNFCCC, 2011), un rapide survol fait apparaître deux limites importantes pour ce qui nous concerne. La première est que la vaste majorité des exemples ne concerne pas les écosystèmes urbains, et se concentre sur les écosystèmes agricoles, forestiers ou encore marins et côtiers (ibid.). La seconde, plus dommageable selon nous, est une certaine propension à croire au « gagnant-gagnant » systématique entre la grande diversité d’enjeux que constituent l’adaptation au changement climatique, la protection de la biodiversité et la gestion des services écosystémiques.

3Cet article propose donc une série d’articulations entre différents enjeux centraux que recouvre l’exploration du rôle des écosystèmes dans l’adaptation urbaine au changement climatique. Tout d’abord, après avoir distingué les objectifs de gestion des services écosystémiques et de protection de la biodiversité, il s’agira de comprendre de quelle manière la gestion des services écosystémiques peut s’insérer dans les stratégies urbaines d’adaptation au changement climatique. Ce sera l’occasion de proposer un premier cadre d’évaluation de la pertinence du recours aux services écosystémiques dans des projets d’adaptation urbaine au changement climatique. Ensuite, nous utiliserons ce cadre pour structurer une revue des services écosystémiques d’adaptation au changement climatique, et nous reviendrons sur l’importance d’une prise en compte intégrée des services et « desservices » écosystémiques, en particulier pour éviter les risques de maladaptation. Enfin, nous aborderons les jeux d’échelles inhérents à la conception de la durabilité urbaine, et interrogerons le concept de trame verte quant à sa pertinence dans le cadre d’une adaptation urbaine interscalaire au changement climatique.

La gestion des services écosystémiques, une stratégie d’adaptation urbaine au changement climatique ?

Les services écosystémiques comme concept normatif pour l’action

  • 5  L’article 2 de la Convention sur la Diversité Biologique définit la diversité biologique comme sui (...)

4À l’heure où le concept de service écosystémique s’est hissé en haut de l’agenda scientifique (par exempleViderhaava et al. 2010) et politique (cf. la création récente de l’Intergovernmental science-policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services), il est important de s’interroger sur ce que représente l’adoption des services écosystémiques comme concept normatif pour l’action sur les écosystèmes, en particulier car la distinction entre objectifs de protection de la biodiversité5 et gestion des services écosystémiques n’est pas toujours très claire. Suivant Callicott et al. (1999), un concept normatif est un concept qui fixe l’agenda, les objectifs, qui seront poursuivis dans la gestion des systèmes écologiques. Bien que la « gestion effective » (Mermet et al., 2005) diffère dans bien des cas des objectifs de gestion affichés au préalable, la clarification des concepts censés diriger l’action nous semble toutefois mériter une attention particulière pour minimiser au possible les confusions.

De l’importance d’une distinction analytique des questions de biodiversité et de services écosystémiques

  • 6  La citation suivante en est un exemple particulièrement parlant : « Le temps est passé où les prot (...)

5L’usage premier du concept de service écosystémique, encore largement pratiqué aujourd’hui, visait à rappeler – si besoin en était – que les écosystèmes étaient une source importante du bien-être humain, et que la dégradation des biocénoses affectait leur fonctionnement et donc les « services » que les humains en retiraient (Mooney et Ehrlich, 1983). Sous cet aspect, la portée du concept est donc essentiellement rhétorique, et fait écho, comme le montre Blandin (2009), à une tendance récurrente tout au long du 20e siècle dans les milieux naturalistes, consistant à rejeter périodiquement les discours sur la valeur intrinsèque de la nature, jugés inefficaces, et d’y substituer un argumentaire utilitariste anthropocentré qui serait plus à même de convaincre l’opinion et les décideurs6.

6Or, Il nous semble primordial d’insister sur la complexité du lien entre biodiversité, fonctionnement des écosystèmes et services écosystémiques (nous appellerons ce lien B-FE-SE), notamment à cause de la simplification récurrente du lien B-FE-SE lorsque le concept de service écosystémique est utilisé de façon rhétorique en faveur de la biodiversité (« la biodiversité est importante, car elle fournit des services écosystémiques »). Sur la base des résultats publiés dans la thématique « biodiversité et fonctionnement des écosystèmes » (par exempleHooper et al., 2005), il n’est pas possible de conclure à une relation positive universelle entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes (Thompson et Starzomsky, 2006.). Une manière plus mesurée de présenter les choses pourrait être de dire que « la biodiversité est une caractéristique essentielle des systèmes vivants, à toutes leurs échelles, et elle a un rôle important, mais souvent difficile à caractériser complètement dans leur fonctionnement et leur stabilité et donc finalement dans la fourniture durable de services écosystémiques aux humains ». Si, dans bien des cas, maximiser la biodiversité permet d’augmenter les services écosystémiques liés au fonctionnement d’un écosystème, les cas de figure où un niveau inférieur de biodiversité permettra malgré tout de maintenir les services écosystémiques sont potentiellement nombreux également : il doit y avoir, en termes d’objectifs d’intervention sur les écosystèmes, une distinction analytique fondamentale (Vira et Adams, 2009) à faire entre des objectifs de biodiversité et des objectifs de services écosystémiques. Évidemment, de nombreuses synergies peuvent être trouvées entre les deux approches, mais d’un point de vue logique, la réduction de l’une à l’autre est impossible, voire dangereuse.

  • 7  Ceci est d’ailleurs très bien présenté dans le rapport du Millenium Ecosystem Assessment dédié spé (...)

7Il faut souligner que l’on touche ici aux limites de l’argumentaire utilitariste en faveur de la conservation : on sait que toutes les espèces ne nous sont pas « utiles », au moins à court terme (rappelons que certaines espèces sont même considérées comme nuisibles !), et le retour de bâton peut être sévère tant la logique utilitariste peut si facilement aboutir au « tant pis pour les espèces bonnes à rien, tant pis pour les écosystèmes encombrants » (Blandin 2010, p. 231). La protection de la biodiversité est un choix social qui peut se satisfaire à lui-même, et doit probablement reposer sur d’autres discours de légitimation. Comme le souligne Larrère (2005), « la "remarquabilité" est une construction sociale, sans rapport évident avec l’intérêt naturel de la présence d’une espèce (ou d’un habitat) sur un site (ou dans un ensemble paysager plus vaste) ». Si l’on veut étendre cette remarquabilité à l’ensemble du vivant, même le plus « ordinaire », les services écosystémiques ne peuvent au mieux que constituer une étape, et il faudrait selon nous très rapidement réussir à intégrer dans l’analyse et dans l’action les autres registres d’attachement des humains aux non-humains7.

8Nous y reviendrons en dernière partie, mais cette distinction entre objectifs de biodiversité et de services écosystémiques se pose de notre point de vue avec une acuité particulière lorsque l’on aborde les trames vertes urbaines et leur rôle dans l’adaptation urbaine au changement climatique.

Croiser les demandes sociales et le fonctionnement des écosystèmes

9Une fois ceci posé, on peut s’interroger sur ce que le concept de service écosystémique apporte effectivement en termes opérationnels. Il en existe de nombreuses définitions, et de manière générale il renvoie aux bénéfices que les humains tirent du fonctionnement des écosystèmes (i.e. le Millenium Ecosystem Assessment, voir Clergeau, 2012).

10L’avantage du concept est qu’il ouvre la boîte noire des « ressources naturelles », rappelant que toute activité extractive repose également sur un ensemble de processus écologiques qu’il s’agit d’entretenir ainsi que sur un ensemble de processus, d’ordre biogéochimique, qui participent au fonctionnement relativement stable de la biosphère (Abbadie et Lateltin, 2004). En plaçant ontologiquement au même plan tous ces processus (il ne s’agit pas de distinguer ce qui relève, par exemple, de la ressource ou de l’aménité) le concept en appelle d’autant plus fortement à une gestion intégrée. Il place par ailleurs la réflexion dans un contexte écosystémique explicite, reconnaissant ainsi l’imbrication des processus écologiques à travers les échelles. L’enjeu est alors de comprendre toute la chaîne causale – appelée service cascade dans la littérature (Haines-Young et Potshin, 2010 ; Lamarque et al., 2011) qui lie les composantes des écosystèmes, leurs interactions et la production de phénomènes (que ce soit la production de biomasse végétale ou la modulation du climat) qui ont une valeur – utilitariste – pour les sociétés humaines, et enfin la manière dont ces phénomènes contribuent au bien-être humain (qu’il s’agit aussi de définir !). Puis, en fonction de l’approche retenue, construire des typologies de services adaptées.

  • 8  Costanza (2008), dans une mini controverse l’opposant à Wallace (une réponse à son article de 2007 (...)

11La question des composantes des écosystèmes à l’origine des services écosystémiques est délicate étant donné la forte imbrication des processus écologiques. Certains auteurs (Wallace, 2007 ; Boyd et Banzhaf, 2007) proposent ainsi de distinguer des services finaux, répondant effectivement à des attentes humaines, de composantes écologiques intermédiaires sur lesquelles la fourniture de ces services repose. Le raisonnement n’est pas dénué d’intérêt, et souligne l’importance, dans un cadre opérationnel, de bien définir ce que l’on désigne comme service écosystémique. Néanmoins, on peut de manière générale reprocher à ces schémas une certaine simplification de la réalité écologique qui conduit à discréditer des processus continus et à linéariser des processus circulaires8.

12En s’inspirant de Fisher et al. (2009), on peut distinguer les services selon qu’ils soient consommés de manière directe ou indirecte. Les services consommés de manière directe ne nécessitent pas de transformation ni de transport, ils procurent des bénéfices sans intermédiaire humain a posteriori (exemple : séquestration du carbone qui participe à la régulation du climat, fixation de polluants par les arbres urbains qui participent ainsi à l’épuration de l’air, etc.). Les services consommés de manière indirecte impliquent, pour rendre un bénéfice, une transformation et/ou un transport (exemple : production alimentaire nécessitant une récolte, un conditionnement et des transports). Toutes ces étapes font intervenir le travail humain et la technique, et sont donc fortement liées à des caractéristiques sociales (niveau technologique, disponibilité en main-d’œuvre etc.).

13Comme le souligne Haber (2011, p. 218), les services écosystémiques ne sont pas basés sur des « objets environnementaux clairement délimités, mais sur des unités fonctionnelles de taille et de composition variable ». Vis-à-vis de l’opérationnel, nous sommes face à un « gros problème de mise en œuvre », « nécessitant un effort mental immense basé sur le concept d’écosystème ». En outre, les attentes placées dans le concept de service écosystémique imposent une « énorme responsabilité à la science écologique quant au développement d’une base théorique et pratique fiable pour le concept » (ibid.). Une première étape nous semble être de reconnaître les difficultés inhérentes à l’opérationnalisation du concept, et on ne peut dans ce sens que rejoindre l’appel de Barnaud et al. (2011) à une mise en débat des incertitudes liées à la notion même de service écosystémique.

14Si l’on considère que la définition, sur le terrain, de ce que sont les services écosystémiques, sera contingente au contexte social et écologique (en fait, aux caractéristiques du système socio-écologique d’intérêt), il nous semble que l’enjeu central porte alors sur la façon de croiser les informations sur les demandes humaines et celles sur les caractéristiques des écosystèmes sur lesquelles ces attentes sont projetées. Tandis que l’approche classique de la service cascade adopte un raisonnement relativement linéaire, une démarche plus itérative, plus socio-écologiquement entrecroisée, pourrait peut-être permettre un meilleur ancrage des projets dans leur contexte. Il ne s’agirait plus alors de se demander quels bénéfices les écosystèmes fournissent aux humains, mais plutôt quels bénéfices les humains attendent des écosystèmes. Tout le travail des scientifiques consisterait alors à projeter cette demande sur les écosystèmes et à « décrypter » tous les processus écologiques qui sont mobilisés, toute la complexité écologique qui se cache derrière une demande sociale formulée, souvent, de manière plus fruste. Comprendre la faisabilité de ces demandes, leurs effets sur les écosystèmes et la trajectoire de ces derniers, et remobiliser ces informations pour peut-être, le cas échéant, proposer de réorienter les demandes vers des objectifs plus « durables ».

15Dans la suite de ce texte, c’est donc, dans la mesure du possible, dans cette perspective que nous nous placerons : nous nous interrogerons sur ce que l’on souhaite demander aux écosystèmes dans le cadre de l’adaptation urbaine au changement climatique, et sur la manière dont ils pourraient y répondre.

Écosystèmes et stratégies d’adaptation urbaine au changement climatique : propositions pour un cadre d’évaluation

  • 9  Dans un rapport sur l’adaptation des villes au changement climatique, l’Observatoire national sur (...)

16Les risques urbains liés au changement climatique sont nombreux et multi-formes9. L’adaptation, concept déjà fortement polysémique par ailleurs (Simonet, 2009), voire ambigu dans le domaine du changement climatique (Godard, 2010), peut l’être d’autant plus lorsque l’on se met à penser les systèmes écologiques comme outils potentiels d’adaptation au changement climatique : à quels risques climatiques les écosystèmes peuvent-ils aider à s’adapter ? À quelle hauteur ? Mais d’ailleurs, s’adapteront-ils eux-mêmes ? De manière générale, que peut-on « attendre », et sous quelles modalités, des écosystèmes dans le cadre de l’adaptation ?

  • 10  Les univers controversés s’opposent aux univers stabilisés et sont caractérisés par les propriétés (...)

17La mise en œuvre de l’adaptation au changement climatique se heurte à de nombreuses barrières, qui peuvent être entre autres d’ordre psychologique, social, cognitif, institutionnel (Smith et al., 2011), voire liées à des problèmes d’identification des périmètres respectifs de l’adaptation et de la mitigation (Simonet, 2011). Mais quand bien même ces barrières seraient levées, la décision en matière d’adaptation resterait malaisée, en premier lieu parce qu’elle s’inscrit dans le champ du changement climatique, cas typique où la décision doit se prendre en univers controversés10 (Godard et al., 2002).

18On peut considérer qu’une très grande part de la difficulté des prises de décisions en matière de changement climatique découle de ce premier état de fait. Mais l’adaptation au changement climatique rajoute une difficulté supplémentaire à cause de la dualité conceptuelle (Bertrand et Simonet, 2012 ; Blanc et Simonet, 2012), qui fait de l’adaptation à la fois un état et un processus continu. Le problème devient de savoir, à chaque instant, comment tout à la fois être adaptés pour maintenant, et pouvoir continuer de s’adapter pour après.

  • 11  Sans le faire toujours toutefois, cf. par exemple la construction en zones à haut risque d’inondat (...)

19Concernant les systèmes urbains, tout ceci est particulièrement prégnant étant donné qu’une bonne part des décisions d’aménagement se prend à des horizons temporels relativement longs : l’adaptation devra dans bien des cas, ici, être proactive. Tandis que, « avant », la construction d’ouvrages pouvait11 se reposer sur de longues séries temporelles de données météorologiques – pour y déceler moyennes, variations, extrêmes, etc. – la structure du problème change tout à fait dès lors qu’il n’est plus possible de se baser sur ces connaissances stabilisées pour construire les projections auxquelles, par exemple, la conception des différents ouvrages sera adossée (Hallegatte, 2009). Pour faciliter la mise en œuvre de l’adaptation, il s’agit alors d’user de stratégies décisionnelles différentes permettant de répondre aux besoins présents tout en intégrant la question de l’adaptation à des conditions futures incertaines. Hallegatte (2009) relève ainsi cinq types de stratégies pratiques facilitant l’inclusion de l’adaptation dans les aménagements (Tableau 1).

Tableau 1. Types de stratégies d’adaptation au changement climatique (d’après Hallegatte, 2009)

Type de stratégie

Définition

Stratégies sans-regrets 

Stratégies fournissant des bénéfices même en l’absence de changement climatique, et elles visent en premier lieu des problèmes actuels pouvant être aggravés par celui-ci. Il s’agirait par exemple de diminuer dès à présent les risques liés à l’îlot de chaleur, à la pollution atmosphérique ou encore au stress hydrique (mais nous pourrions citer quasiment tous les risques listés en note 5), qui sont déjà problématiques aujourd’hui et qui pourraient être aggravés par le changement climatique.

Choix préférentiel d’options réversibles et flexibles 

Les choix s’orientent vers des options flexibles, qui peuvent s’adapter en fonction de l’acquisition d’information (par exemple, le choix des zones constructibles autour d’un hydrosystème doit appliquer le principe de précaution, et se moduler en fonction des nouvelles connaissances sur les zones qui seront exposées aux inondations dans le futur). 

Ajout de marges de sécurité dans les investissements 

L’ajout de marges dans la conception d’infrastructures (par exemple, la ville de Copenhague construit son système de drainage des eaux de pluie en se basant sur des chiffres de 70 % supérieurs au ruissellement actuel) permet une adaptation à moindre coût (ou en tout cas à un coût moindre que si l’adaptation doit se faire ultérieurement – "retrofitting" et implique de changer tout le système de drainage).

Promotion de stratégies douces d’adaptation 

Les solutions techniques ne sont pas les seuls moyens à disposition pour l’adaptation. Des outils institutionnels ou des instruments financiers peuvent entrer en jeu : par exemple, l’institutionnalisation d’horizons de planification à long terme (en Californie par exemple, tous les fournisseurs d’eau ayant plus de 3000 clients doivent, tous les 5 ans, procéder à un exercice prospectif sur la disponibilité en eau à 25 ans). De même, des changements organisationnels dans l’aménagement du territoire peuvent également être compris comme des stratégies douces (même s’ils auront, ensuite, des conséquences en termes de stratégies « dures », sur les plans de construction par exemple) 

Réduction des horizons temporels de décision 

Puisque l’incertitude climatique augmente rapidement avec l’éloignement de l’horizon temporel, une solution est de réduire la durée de vie des investissements en privilégiant les investissements à rotation temporelle plus rapide (dans la foresterie par exemple, il est déjà recommandé d’utiliser des essences à plus courte rotation).

20Dans quel type de stratégie d’adaptation urbaine pourrait-on intégrer les écosystèmes ? En écho à ce qui précède, et dans un exercice spéculatif, on peut imaginer que le recours aux services écosystémiques pourrait constituer une stratégie sans regrets (par exemple, réduire dès aujourd’hui l’îlot de chaleur urbain via la végétation) ; qu’il pourrait s’apparenter à des options réversibles et flexibles (ajuster la trajectoire d’un écosystème pour optimiser son effet thermique pourrait être plus aisé que de devoir modifier toute une installation de climatisation) ; que les services écosystémiques pourraient être utilisés comme « marges de sécurité » : par exemple, dans le cas du drainage urbain, multiplier les zones perméables (sols des écosystèmes) peut servir de complément aux systèmes de drainage classiques en cas de fortes pluies ; les stratégies douces, comme la préservation des zones agricoles périurbaines et le développement de cycles d’approvisionnement courts (basés sur la production locale) peuvent favoriser la résilience d’une région par rapport aux fluctuations des prix des matières premières par exemple ; l’aménagement de certains écosystèmes (toits végétalisés par exemple) peut être relativement modulable dans le temps (et nécessite de toute façon un entretien régulier, même modéré), ce qui peut permettre de réduire les horizons temporels de décision.

21Une fois les différentes options d’adaptation posées, le choix de celles qui seront effectivement retenues peut être assisté par une procédure d’évaluation. Celle-ci pourrait se baser sur trois critères (selon OCDE, 2010) : l’efficacité, qui évalue, pour une stratégie donnée, le degré de réduction de vulnérabilité climatique et les co-bénéfices que la stratégie produit ; le coût, qui inclut typiquement les coûts initiaux de mise en place, mais également les coûts ultérieurs, tels que les coûts d’opérabilité et de maintenance, d’administration, de personnels, d’entretien et de reconstructions, etc. ; la faisabilité, qui concerne la disponibilité des ressources légales, administratives, financières, techniques, etc., et la concordance temporelle entre un projet d’adaptation et une opportunité de le mettre en œuvre, lors de la révision d’un document d’aménagement par exemple (on parle de « fenêtre d’opportunité »). Renforcer les services écosystémiques permet-il de réduire significativement le degré de vulnérabilité climatique des villes ? Quels co-bénéfices peut-on en attendre ? Quels seraient les coûts de telles stratégies ? Quelle est leur faisabilité dans un cadre urbain devant gérer tant de contraintes à la fois ? Quelles seraient les conséquences des réponses à ces questions sur la compétitivité d’une telle approche face aux autres stratégies d’adaptation plus classiques ? On ne peut qu’entamer l’analyse ici, mais étudier ces hypothèses et répondre à ces questions représente un travail colossal, mais néanmoins nécessaire : construire des stratégies d’adaptation urbaine se basant en partie sur les écosystèmes semble possible, mais il reste encore à en évaluer la pertinence en termes de coût-efficacité et de faisabilité.

22Ceci est d’autant plus important que l’on parle de systèmes vivants, adaptatifs et évolutifs, qui seront de premier chef affectés par le changement climatique. Pour paraphraser Marshall et al. 2008), le climat influence les phénomènes écologiques en modulant la distribution et l’activité des organismes, en influençant le développement des sols, en affectant la disponibilité des eaux surfaciques et sub-surfaciques, et la variabilité temporelle et spatiale de vraisemblablement tous les processus écologiques. Il influence les connections entre écosystèmes, en agissant sur les taux et patrons de transport de matériaux via le mouvement des masses d’air, des eaux de surface, des animaux migrateurs et des propagules végétales et microbiennes, et modifie le comportement d’éléments perturbateurs tel le feu (ibid.). Quelles seront les conséquences des modifications du climat, en tant que facteur abiotique primordial des écosystèmes, sur le fonctionnement de ces derniers ? Quelles modifications attendre en termes de biodiversité ? Dans quelle mesure tout ceci affectera-t-il les services écosystémiques, et en particulier ceux que l’on cherche à mobiliser dans l’adaptation urbaine au changement climatique ?

23On retrouve ici assez clairement la double source d’incertitudes attachées au concept de services écosystémiques, que soulignent Barnaud et al. (2011). Incertitudes portant, à la fois, sur la nature de la demande sociale envers les écosystèmes et sur la capacité des écosystèmes à lui répondre. Qu’attend-on des écosystèmes dans le cadre de l’adaptation urbaine, dans quelle stratégie les intégrer ? Ceux-ci pourront-ils répondre à nos attentes ? Et ce même s’ils sont eux-mêmes fortement impactés par le changement climatique ? Dans le cadre de l’adaptation urbaine au changement climatique, urbaine, on aurait probablement tort de considérer la mobilisation des services écosystémiques comme une solution « toute faite » : loin de stabiliser l’univers où se pose le problème, elle le controverse probablement davantage. Ceci n’est probablement pas propre à notre sujet, et l’on peut considérer que l’approche par services écosystémiques entraîne simplement avec elle, dans le champ de l’adaptation urbaine, son cortège de difficultés conceptuelles et opérationnelles. S’il ne faut pas s’y arrêter, il convient toutefois de traiter ces aspects de front en reconnaissant et explicitant les difficultés pour, peut-être, réussir à les dépasser.

Services et desservices écosystémiques dans le cadre de l’adaptation urbaine au changement climatique : l’importance d’une prise en compte intégrée

Services écosystémiques d’adaptation urbaine au changement climatique : une évaluation sommaire

24L’étude des services écosystémiques urbains est encore peu développée. Comme souligné en introduction, de nombreux travaux existent sur les rôles des espaces verts et de la végétation urbaine en générale, mais peu de travaux abordent la question de manière intégrative. Ces travaux sont de plus dispersés dans des revues d’écologie, de physiologie végétale, de météorologie, d’hydrologie, d’arboriculture, d’aménagement, de gestion environnementale, ou encore d’économie de l’environnement. Ceci n’est pas surprenant étant donné la diversité et la complexité des questions posées, mais c’est néanmoins un handicap qui entrave fortement les travaux de revue, ce qui explique peut-être le manque de perspectives intégrées sur la question.

25Par ailleurs, les territoires urbains sont très peu représentés dans les recherches portant sur les services écosystémiques : celles-ci concernent essentiellement des milieux naturels (forêts, zones humides, etc.) et semi-naturels (paysages agricoles) (Vihervaara et al., 2010). Ensuite, si les travaux d’écologie des milieux urbains se sont multipliés ces vingt dernières années, ils restent pour la plupart descriptifs et peu orientés vers des objectifs opérationnels. Pourtant, le concept semble être au centre des préoccupations de nombreux chercheurs et praticiens en Europe (James et al., 2009) et de gestionnaires étatsuniens (Young, 2010).

26À notre connaissance, la seule publication proposant une revue des services rendus par les différents types d’écosystèmes urbains est celle de Bolund et Hunhammar (1999). De manière intéressante, les auteurs développent une approche spécifiquement urbaine pour classer les services : leur raisonnement consiste d’abord à se demander quels problèmes les services écosystémiques peuvent contribuer à résoudre au niveau de la ville, puis à identifier les types d’écosystèmes rendant ces services. Ils relèvent ainsi six services rendus par sept types d’écosystèmes (Tableau 1) :

  • la filtration de l’air : les végétaux, et les arbres en particulier, capturent les polluants et particules présents dans l’air ;

  • la régulation du microclimat : les étendus d’eau et la végétation permettent notamment d’atténuer l’effet d’îlot de chaleur urbain ;

  • la réduction du bruit : les surfaces molles (sols non-imperméabilisés) et la végétation permettent de réduire le niveau de bruit lié à la circulation ;

  • le drainage des eaux de pluie : les écosystèmes urbains permettent de retenir les précipitations et d’évacuer l’eau par évapotranspiration, évitant ainsi les problèmes de pollution des cours d’eaux via les eaux de ruissellement et de surcharge des systèmes d’évacuation des eaux usées lors des fortes précipitations (lorsque les systèmes d’évacuation des eaux usées domestiques et des eaux de ruissèlement ne sont pas découplés) ;

  • le traitement des eaux usées : les zones humides, naturelles ou artificielles, permettent d’épurer les eaux usées (consommation de la matière organique et assimilation des nutriments par les organismes, dépôts des particules) ;

  • les valeurs culturelles et récréatives : les espaces verts urbains sont un élément majeur de la qualité du cadre de vie, ils fournissent des opportunités de loisirs et de détente.

27Les sept types d’écosystèmes identifiés par les auteurs sont : les arbres d’alignement, les pelouses des parcs, les parcelles forestières urbaines, les terres cultivées urbaines, les zones humides urbaines, les cours d’eau, les lacs et l’océan (leur modèle d’étude était Stockholm).

  • 12  Nous ne traiterons pas de la question ici, mais on peut également penser aux écosystèmes côtiers q (...)

28Malgré l’intérêt de la vue d’ensemble proposée par les auteurs (même si elle n’est pas exhaustive), on peut regretter le manque d’informations sur les aptitudes respectives des différents types d’écosystèmes à rendre tel ou tel service, ce qui ne facilite pas leur hiérarchisation par rapport à la problématique de l’adaptation. Dans le cadre de celle-ci, parmi les services que relèvent les auteurs, il semble que ce soient les services de rafraîchissement, d’épuration de l’air et de drainage des eaux de pluie qui présentent l’intérêt le plus direct12. Comme nous l’avons souligné au-dessus, les revues exhaustives sur le sujet semblent inexistantes. Ci-après, nous proposons toutefois quelques éléments issus de la littérature.

Services de rafraîchissement

29Concernant le rafraîchissement, ce service est lié au phénomène d’évapotranspiration et à l’ombrage apporté par les arbres. L’évapotranspiration est le phénomène de transfert d’eau vers l’atmosphère depuis les systèmes sol-plantes, via l’évaporation de l’eau des sols et la transpiration des plantes. Elle est un modulateur important du microclimat : Taha (1997) rapporte des cas où l’évapotranspiration urbaine peut créer des « oasis de fraîcheur » à la température inférieure de 2°C à 8°C par rapport aux environs. Le faible taux d’évapotranspiration est l’un des facteurs majeurs de l’augmentation des températures diurnes en ville, et les espaces verts urbains sont généralement plus frais : à Tokyo, il a été mesuré que les zones à couvert végétal étaient en moyenne 1,6°C plus fraîches que les zones sans couvert végétal (cité par Taha, 1997), et une différence de 2,5°C a été mise en évidence entre des parcs urbains et le milieu bâti alentour à Montréal (ibid.) ainsi qu’à Valence (Espagne) (Gomez et al., 1998). Onerc (2010) citent une simulation numérique portant sur la ville de New York et concluant que la combinaison de plantation d’arbres et de toitures végétalisées permettrait de réduire la température de l’air urbain de 0,4°C en moyenne, et jusque 1,1°C dans certains quartiers où le potentiel de végétalisation est le plus élevé. Des simulations numériques pour la région de Manchester suggèrent que la végétalisation de tous les toits des centres-villes aboutirait, en cas de fort réchauffement climatique, à une diminution de 7,6°C par rapport à un scénario sans végétalisation (Gill et al., 2007).

30Pour ce qui est de l’ombrage, les travaux du Chicago Urban Forest Climate Project (1991-1993) ont estimé que l’augmentation de 10 % de la couverture des arbres (soit environ trois arbres par bâtiment) pourrait réduire la dépense totale énergie de chauffage et de climatisation de 5 à 10 % (McPherson et al., 1997). Pour une plus grande efficacité, la disposition des arbres doit être orientée en fonction des vents et du soleil. Toujours pour Chicago, il a été estimé qu’un large arbre de trottoir, situé à l’ouest d’une résidence en brique typique de la ville, pouvait réduire la demande annuelle en énergie de climatisation de 2 à 7 % et les demandes de pics de 2 à 6 %. Par contre, les arbres situés à l’est des bâtiments, s’ils ont le même effet sur la demande moyenne en climatisation, semblent avoir un effet négligeable sur la demande de pic et semblent légèrement augmenter les dépenses en chauffage, car bloquant les rayons solaires pendant l’hiver (ibid.). À note que la présence d’arbres autour d’un bâtiment augmente la rugosité générale de la surface, réduisant ainsi la vitesse du vent et donc sa force de pénétration : ceci permet de réduire les entrées d’air chaud dans les bâtiments en été, et d’air froid en hiver (Chen et Jim, 2008).

Services d’épuration de l’air

31Les végétaux captent les polluants atmosphériques via différents mécanismes. On peut citer la déposition sèche, qui consiste en la fixation des polluants sur les différentes surfaces des végétaux (feuilles, tiges, branches, etc.). Un autre mécanisme concerne le captage direct de polluants par les stomates, notamment, le dioxyde de souffre et le dioxyde d’azote peuvent être absorbés en même temps que le dioxyde de carbone et le dioxygène et être transformés en acide sulfurique et en acides nitriques et nitreux, qui seront assimilés dans les tissus des plantes (Chen et Jim, 2008). Dans un article où il propose d’institutionnaliser la foresterie urbaine comme une véritable « biotechnologie » pour améliorer la qualité environnementale, Nowak (2006) rapporte les résultats d’une étude où le modèle UFORE (Urban FORest Effect) a été appliqué sur treize villes étasuniennes. En termes de pourcentage moyen d’amélioration de la qualité de l’air pour différents polluants, l’étude donne 0,64 % pour les PM10, 0,62 % pour l’ozone, 0,61 % pour le dioxyde de souffre, 0,40 % pour le dioxyde d’azote et 0,002 % pour le monoxyde de carbone. Le devenir de ces polluants est ensuite multiple et incertain, car les polluants peuvent ensuite retourner en suspension, être lessivés vers les sols ou bien tomber au sol avec les débris végétaux (Nowak et al., 2006). Même si ces données ne reflètent pas forcément l’ensemble de la littérature, on peut tout de même s’interroger sur la diminution effective du risque sanitaire lié à une diminution à la marge de la pollution atmosphérique. Comme le notaient déjà Smith et Staskawicz (1977), une des questions centrales reste de savoir l’épuration de l’air par les arbres permet de passer un seuil biologique significatif.

Services de drainage des eaux de pluie

32Le service de drainage des eaux de pluie repose sur l’infiltration de l’eau et son stockage dans les sols, puis sur son évacuation éventuelle par évapotranspiration ou son stockage à plus long terme au niveau de zones humides par exemple. Les toits verts peuvent constituer une option intéressante, notamment en contexte où l’espace est rare. Gill et al. (2007) estiment que pour la région de Manchester, dans le cas d’une augmentation importante des épisodes de fortes pluies, le verdissement des toits des centres-villes, des zones commerçantes et des zones résidentielles permet de réduire le ruissellement de ces zones de respectivement 23,4 %, 20,4 % et 21,5 % par rapport à un scénario sans verdissement des toits.

Évaluation sommaire

  • 13  http://www.nyc.gov/html/planyc2030/html/home/home.shtml, http://www.milliontreesnyc.org/html/about (...)

33De ce bref survol, il semble que vis-à-vis de l’adaptation au changement climatique, les écosystèmes paraissent surtout efficaces pour le rafraîchissement et le drainage. Concernant l’épuration de l’air, un travail de mise en regard des ordres de grandeur, entre d’une part la capacité des écosystèmes à stocker les polluants, et d’autre part les quantités émises et présentes dans l’atmosphère, nous semble nécessaire. Par ailleurs, s’appuyer sur ces services écosystémiques dans le cadre de l’adaptation peut vraisemblablement produire des co-bénéfices, par exemple la production de biomasse, la fourniture d’espaces récréatifs ou encore l’amélioration esthétique de quartiers. Via des bénéfices en termes de mitigation du changement climatique (par exemple le stockage biogénique de carbone ou les réductions de consommation d’énergie liées à une climatisation naturelle), le recourt aux services écosystémiques pourrait constituer des « adaptations mitigatives », pour reprendre le terme de Simonet (2011). Les coûts associés à de telles stratégies seraient les coûts initiaux de conception et d’aménagement puis les coûts liés à l’entretien des écosystèmes. Sur ce dernier point, il serait important de se reposer autant que possible sur les propriétés auto-organisatrices des écosystèmes – l’un des objectifs de l’ingénierie écologique – bien que ceci puisse être en contradiction avec certaines demandes sociales (par exemple, l’exigence encore fortement ancrée d’avoir des pelouses bien tondues et « propres »). Concernant la faisabilité, la contrainte majeure est vraisemblablement celle de l’espace. Une opportunité intéressante, en plus d’interventions sur des sites plus « classiques » (espaces verts déjà en place), pourrait consister à « hybrider » certains espaces auparavant imperméabilisés, ou à augmenter la surface de sols (au sens pédologique) là où il en existe déjà. Les techniques alternatives de gestion des eaux de ruissellement, par exemple, peuvent être employées au niveau des stationnements, le long des trottoirs ou encore des rondpoints (Lovell & Johnston, 2009). On peut aussi évidemment penser aux toitures végétalisées. Au niveau des arbres d’alignement, en plus de la plantation d’un million d’arbres, la ville de New York prévoit d’agrandir le volume de sol où les arbres sont plantés (profondeur et surface), et d’installer des chenaux végétalisés pour collecter et contenir les eaux de ruissellement13. Mais, là encore, des compromis devront être faits vis-à-vis, dans le cas de la gestion de l’espace des trottoirs par exemple, des divers réseaux enfouis qui nécessitent de rester accessible, d’être protégés des racines d’arbres, etc. Il y a là des opportunités d’innovation importantes pour multiplier les fenêtres d’opportunités, et mieux articuler les services écosystémiques dans le cadre de stratégies d’adaptation pourrait aider à mieux formaliser ce que l’on en attend et rendre de telles approches plus crédibles.

Les desservices écosystémiques, un risque de maladaptation ?

34De manière générale, la littérature sur les services écosytémiques tend à ignorer les « desservices » écosystémiques (ecosystem disservices), c’est-à-dire l’ensemble des risques et nuisances liés aux écosystèmes pour un secteur donné (Zhang et al., 2007). Comme le notent Lyytimäki et Sipilä (2009), il s’agit pourtant d’un enjeu majeur lorsque l’on aborde la gestion des écosystèmes urbains. Les auteurs citent les dommages causés aux infrastructures (excréments d’oiseaux sur les monuments, racines déformant la chaussée, animaux creusant des terriers ou des lieux de nidation) ; l’ombrage de la végétation qui peut être considéré comme gênant, et fournir un camouflage pour des agresseurs éventuels ; les enjeux sanitaires, liés aux allergies au pollen par exemple, ou les animaux (rats, pigeons, chats etc.) vecteurs de maladies. Ils citent également d’autres nuisances, comme les feuilles mortes augmentant les distances de freinage des véhicules par exemple. Escobedo et al. (2011) proposent une liste plus exhaustive de ces desservices, que nous reproduisons dans le Tableau 2.

35Des desservices sont vraisemblablement également à prendre en compte dans la question de l’adaptation urbaine au changement climatique. Comme le notent à juste titre Gill et al. (2007), les écosystèmes urbains auront besoin d’eau pour fonctionner, et si leur irrigation est nécessaire, le risque existe d’entrer en compétition avec d’autres usages de l’eau dans un contexte où cette ressource serait rare. De même, certains composés émis par les végétaux (notamment les composés organiques volatils) peuvent aggraver la pollution atmosphérique, et tous les végétaux n’ont pas le même niveau de transpiration. La sélection des espèces pour les projets devra prendre en compte tous ces facteurs (résistance au stress hydrique, au stress thermique, bilan net sur la qualité de l’air, impact microclimatique, etc.) et choisir les espèces selon la combinaison de traits fonctionnels la plus pertinente par rapport à l’adaptation au changement climatique. De manière générale, il semble primordial d’intégrer les desservices écosystémiques à la réflexion, et ce notamment afin d’éviter la « maladaptation », c’est-à-dire des mesures d’adaptation allant à l’encontre de l’atténuation du changement climatique (Magnan, 2010). Le cas typique de maladaptation est le renforcement des systèmes de climatisation, qui aboutit à une émission supplémentaire de gaz à effet de serre liée à une surconsommation d’énergie ; mais ceci est également valable pour des écosystèmes urbains nécessitant trop d’entretien (Tableau 2).

36En outre, dans le cadre d’objectifs de protection de la biodiversité, certains choix d’adaptation pourraient engendrer des desservices. Par exemple, dans le cas du rafraîchissement des rues, si l’on trouvait la variété d’arbres optimale en termes de services et desservices écosystémiques (forte évapotranspiration, fort ombrage, forte rugosité, forte résistance aux conditions urbaines, faible émission d’allergènes et de polluants, etc.), la logique utilitariste voudrait que cette espèce soit prépondérante en ville, ce qui ne serait de toute évidence pas optimal en termes de biodiversité. Cet exemple peut sembler extrême, mais des cas de ce type existent déjà. Le tilleul argenté (Tilia tomentosa) par exemple, espèce originaire du bassin méditerranéen, est très résistant aux conditions urbaines (sécheresse, pollution atmosphérique, etc.) et esthétiquement assez plaisant : il est de ce fait très utilisé comme arbre d’alignement dans de nombreuses villes d’Europe occidentale. Or, pour des raisons encore mal connues, cette espèce entraîne une grande mortalité de plusieurs espèces d’abeilles et de bourdons, représentant une menace d’extinction pour des populations urbaines, déjà fragilisées, de ces insectes pollinisateurs (voir Rasmont, 2010).

Tableau 2. Typologie des desservices écosystémiques urbains et types de coûts associés selon Escobedo et al. (2011).

Coûts

Desservices écosystémiques

Financiers (usage des sols, travail, capital)

  • Élagage, plantation, remplacement, retrait, transplantations, contrôle des maladies, irrigation

  • Dommage de la végétation aux infrastructures urbaines : litiges, habitations et propriété, câbles, trottoirs, routes

  • Opportunités d’usages des sols alternatives

  • Lumière solaire bloquée – augmentation des dépenses énergétiques

  • Déchets verts – débris, arbres tombés, branches, litière

  • Dommages humains liés aux maladies, aux morsures d’insectes ou autres animaux sauvages, allergies

Nuisances sociales

  • Pollen allergénique et urushiol

  • Réservoir pour des maladies vectorielles : maladie de lyme, Virus du Nil occidental, dengue, rage

  • Attraction d’animaux sauvages – dommages aux structures et plantes ornementales, déjections, attaques sur animaux domestiques, nuisances aux humains, morsures d’animaux sauvages

  • Vue obstruée, baisse d’esthétique

  • Peur du crime

  • Problèmes de sécurité liés aux chutes d’arbres

Environnementaux

  • Quantité et qualité de l’eau – afflux de fertilisants et de pesticides

  • Apports de fertilisants – perturbation des cycles des nutriments

  • Accroissement des dépenses énergétiques à cause de l’entretien

  • Pollution de l’air liée à l’entretien : émission de dioxyde de carbone et de méthane à cause de la décomposition, polluants atmosphériques

  • Émission de composés organiques volatils et d’aérosols secondaires

  • Retrait d’espèces natives

  • Introduction d’espèces invasives

Un besoin de synthèse

37De toute évidence, les déficits de connaissances et les besoins de recherche qui en découlent sont nombreux pour évaluer de manière approfondie la pertinence des stratégies d’adaptation urbaine faisant appel aux services écosystémiques. Sans pouvoir prédire la direction que prendront les travaux en la matière, on peut néanmoins s’avancer sur la nécessité de prendre en compte le sujet de manière structurée et intégrée. La figure 1 regroupe et articule les différents points que nous avons soulevés au-dessus.

Figure 1. Synthèse des étapes d’articulation théorique dans la construction d’une stratégie d’adaptation urbaine mobilisant les écosystèmes

Figure 1. Synthèse des étapes d’articulation théorique dans la construction d’une stratégie d’adaptation urbaine mobilisant les écosystèmes

Légende : Pour un contexte urbain donné, une fois identifiées les vulnérabilités climatiques que l’on souhaite atténuer à l’aide des écosystèmes, la première étape consiste à identifier les écosystèmes en présence ou potentiellement présents via des projets de restauration ou de création (exemples : restauration des berges d’un fleuve urbain, création d’une toiture végétalisée). Ensuite, il s’agit de différencier, au moins dans l’analyse, les objectifs sociaux de protection de la biodiversité et de gestion des services écosystémiques d’adaptation urbaine aux risques climatiques, pour mieux les articuler. Puis, faire le bilan des services et desservices écosystémiques, en tenant compte du plus grand nombre possible d’enjeux environnementaux. Ensuite, articuler services et desservices écosystémiques dans une stratégie d’adaptation et évaluer la pertinence de ladite stratégie.

38Il nous reste à présent à aborder le dernier point qui nous interpelle dans le sujet traité par la journée ACTV, et qui concerne l’échelle à laquelle se conçoit l’adaptation des systèmes urbains au changement climatique.

Services écosystémiques et systèmes régionaux urbains : une approche interscalaire de l’adaptation au changement climatique

La durabilité urbaine, de l’intra-muros au régional

39À quelle échelle l’adaptation des systèmes urbains doit-elle se penser ? Scot et al. (1995) résument le problème ainsi : « Le changement climatique pourrait affecter la durabilité des établissements humains, soit directement en affectant la qualité de vie dans les établissements (p. ex. en changeant la probabilité des inondations ou des épisodes de pollutions de l’air), en modifiant les effets des établissements sur les milieux alentours (p. ex. en changeant la demande en eau ou en changeant la capacité assimilative des zones humides), ou en changeant les fondements économiques de l’établissement (p. ex. en changeant la productivité des cultures, des forêts, ou des pêcheries desquelles l’établissement dépend) » (p. 403). Ainsi, en plus d’une attention sur la ville elle-même, sur le milieu bâti, l’approche doit donc aussi être interscalaire et pensée en termes relationnels entre la ville et les espaces qui l’entourent.

40On retrouve ici le jeu d’échelles inhérent aux questions de développement durable. Pour un raisonnement écologique, la ville durable, lorsque « ville » est définie uniquement intra-muros dans sa compréhension traditionnelle, relève rapidement de l’oxymore (Rees, 1998). Une ville, pensée comme entité spatiale isolée, dépend intrinsèquement de ressources produites, en très grande part, au-delà de ses murs. Les villes dépendent des milieux alentour, leur « hinterland », pour la fourniture d’eau, de nourriture, ou encore de loisirs fournis par les espaces alentour.

41L’enjeu est alors de réussir à tracer de nouveaux schémas mentaux pour (re)définir les échelles d’action. En ce sens, comme le notent Theys et Emelianoff (2001), « [il] s’agit, à travers le projet de ville durable, d’aménager des solutions de continuité entre les échelles, de créer des coutures entre les territoires » (p. 134). En partant des mots de Scot et al. (1995), l’adaptation des systèmes urbains au changement climatique impose ainsi de comprendre, dans une perspective interscalaire intégrée, comment permettre d’atténuer les risques climatiques affectant la qualité du cadre de vie, anticiper les nouvelles pressions éventuelles que la ville pourrait faire peser sur son hinterland, et tenter de prévoir les modifications du fonctionnement de l’hinterland liées au changement climatique. Ceci impose vraisemblablement un diagnostic préalable sur la qualité du cadre bâti et l’état des liens ville-hinterland, et plus généralement des éléments composant la durabilité urbaine, d’en faire une évaluation critique, de les confronter à des projections, et d’identifier les trajectoires les plus durables pour des systèmes urbains régionaux. Le changement climatique, par le risque qu’il représente, force un travail réflexif qui révèle et remet en question la non-durabilité de certains choix organisationnels et techniques. En ce sens, l’adaptation au changement climatique peut alors être vue comme un « canal d’application des principes de la durabilité » (Magnan, 2010). Dans le sillon de l’adaptation stricto sensu (c.-à-d. la diminution du risque climatique), c’est alors tout le lien ville-environnement qui suit.

42Si l’on pense en termes de services écosystémiques, ceci demande donc une vision intégrée, à un niveau régional, du fonctionnement des écosystèmes à travers les échelles. Il s’agirait alors de comprendre comment ils peuvent contribuer à la réduction du risque climatique, comment les pressions urbaines (étalement urbain, fragmentation, pollutions diverses, invasions biologiques, activités extractives, etc.) actuelles et futures pourraient modifier leur fonctionnement, et comment tout ceci s’intègre dans la perspective de changement climatique (baisse de la fourniture de services écosystémiques à cause des impacts du changement climatique sur les écosystèmes, augmentation des pressions urbaines sur les écosystèmes . Et ce en évitant les desservices potentiels et la maladaptation. Sur ce dernier point, l’idée de bénéfice indirect (Fisher et al., 2009, évoqué en première partie) est intéressante, car elle permet de lier les services (par exemple la production de biomasse pour la génération d’énergie, par combustion ou méthanisation par exemple) à certaines options de transition technologiques, et pourrait favoriser la construction de bilans environnementaux intégrés pour le recours aux services écosystémiques. Ceci permettrait notamment de bien matérialiser le fait, déjà souligné ici, que tout recours aux services écosystémiques ne fait sens qu’une fois replacé dans le faisceau plus large des pressions climatiques (adaptation aux risques, transition énergétique) que subissent les systèmes urbains (Pacteau, 2011). On retrouve ici, d’une certaine manière, la vision proposée par Bertrand et Simonet (2012).

La trame verte urbaine dans l’adaptation interscalaire : concept d’entrée, concept d’attente ?

43Dans ce cadre, le concept de trame verte urbaine a comme intérêt majeur d’imposer une perspective continue entre les milieux bâtis et non-bâtis. Néanmoins, on peut se demander si le concept permet effectivement d’y rattacher toutes les attentes que l’on place dans les écosystèmes vis-à-vis de l’adaptation au changement climatique.

  • 14  Selon l’article L371-1 de la Loi du 12 juillet 2010 portant engagement national pour environnement (...)
  • 15  Selon le projet ANR Trame Verte Urbaine : « La trame verte est un outil d’aménagement du territoir (...)
  • 16  Une zone de connexion biologique est « [un] ensemble de corridors qui pourrait être constitué auss (...)

44En effet, tant dans sa définition juridique14 que scientifique15, l’objectif des trames vertes est avant tout de rétablir la continuité des milieux dans un objectif de protection de la biodiversité : ce sont les flux d’organismes qu’il s’agit de rétablir et de soutenir, en particulier dans un contexte de changement climatique. Ce sont des zones de connexion biologique16 qu’il faut rétablir et/ou maintenir.

45Deux premiers problèmes se posent ici. Tout d’abord, du point de vue des espaces que la trame verte concerne, nous sommes loin d’intégrer toute la mosaïque territoriale que nécessite une vision en système ville-hinterland. Ensuite, avec un accent mis, en termes d’objectifs premiers, sur la protection de la biodiversité, on se retrouve face aux problèmes d’articulation soulevés notamment en première partie de cet article.

46En outre, la notion de connexion biologique ne recouvre qu’en partie la notion de connectivité écologique. Celle-ci désigne plus largement « l’ensemble des transports, au sein et entre les systèmes terrestres et aquatiques à travers une gamme d’échelles spatiales et temporelles, de matériaux et ressources (poussières, sol, eau, énergie, nutriments, propagules, maladies, composants chimiques, etc.) via des vecteurs (le vent, l’eau, les animaux, les humains) » (Peters et al., 2008). Comprendre cette connectivité interscalaire est (par définition ?) un enjeu important pour les sciences écologiques et, plus largement, les sciences de l’environnement. Les flux anthropiques de matière et d’énergie en font de toute évidence partie.

47Il est assez clair que le concept de trame verte au sens strict (et même adjoint d’une trame bleue pour l’eau ou d’une trame brune pour les sols) ne permet pas d’inclure toute la connectivité écologique au raisonnement. La connexion biologique étant une composante de la connectivité écologique, il semble plutôt que l’inclusion se fasse dans l’autre sens : c’est alors la trame verte qui est incluse dans un concept plus large, une vision intégrative des territoires, qui reste encore à bâtir. La trame verte est un concept d’entrée, à la portée heuristique indéniable comme le relève Boudes (2010), mais elle semble aussi être un concept d’attente (Galinié, 2004), qui ne recouvre qu’une partie des liens complexes entre ville et hinterland. Peut-être que la connectivité écologique, qui intègre une vision plus exhaustive des flux et des jeux d’échelles, et qui intègre explicitement la place des humains dans ces flux, pourrait être un concept « parapluie » plus à même d’englober toutes les attentes que l’on fait porter aux écosystèmes urbains et péri-urbains dans le cadre de l’adaptation au changement climatique. Elle permettrait en tout cas de tisser plus de « coutures », ne serait-ce qu’au niveau du raisonnement.

48Richard Forman, célèbre écologue du paysage, propose un outil conceptuel intéressant, la « région urbaine » (Forman, 2008). Ce qu’il propose est de repenser l’échelle de planification des grandes villes, en construisant des plans régionaux, centrés autour d’aires métropolitaines et intégrant les milieux et petites villes alentour. La région urbaine se définit alors comme la zone de 150 à 200 km de diamètre qui entoure une grande ville et où la ville et ses environs interagissent intensément. Il s’agit, comme le suggère le titre de son livre, de « planifier au-delà de la cité ». L’outil n’est pas sans faire penser aux SCOT ou SRCE français, mais il va plus loin dans la formalisation.

49Du point de vue structurel, la région urbaine de Forman est composée d’un noyau, qui est la plus grande ville de la région combinée à son agglomération, entouré d’une mosaïque d’espaces naturels et semi-naturels (les « espaces verts »), où s’intègrent des villes satellites. La région s’étend jusqu’à une frontière floue, jusqu’à laquelle il y a dédensification progressive du bâti et des interactions sociales, et une augmentation corrélée des espaces non-bâtis. Lorsque ces deux tendances, respectivement, s’inversent, cela signifie que nous entrons dans une autre région urbaine, et que nous avançons vers son noyau central. Forman, assisté d’une équipe pluridisciplinaire, a appliqué, sur commande, le concept à la région barcelonaise. En adoptant une vision prospectiviste, l’équipe a tenté d’identifier les tendances à moyen terme de la région, en termes d’usage des sols, de disponibilité en ressources, de démographie, etc., et a proposé différents plans d’aménagement pour la région, avec un accent particulier sur la mise en place de corridors et la gestion des ressources agricoles et de l’eau.

50Si le concept de « région urbaine » est particulièrement intéressant par rapport à l’échelle qu’il adopte, on peut regretter la faible place laissée aux questions de flux régionaux (c’est encore la connexion biologique qui est prépondérante). Il nous semble qu’il y a pourtant ici l’occasion d’associer une vision spatialisée d’un métabolisme urbain régional, faisant écho à l’appel de Billen (2003) à la constitution d’une véritable « écologie des anthroposystèmes régionaux » mêlant entre autres écologie scientifique « classique », écologie industrielle (analyse des flux régionaux et identification de leviers pour circulariser le métabolisme régional) et sciences humaines et sociales (Billen, 2003). On referait ainsi le lien avec la version métabolique de l’écologie urbaine initiée par Wolman en 1965 (Wolman, 1965), mais dans une version spatialisée au niveau des systèmes ville-hinterland et plus équilibrée en termes de collaboration entre disciplines (voir Barles, 2010 pour une perspective historique sur ces questions). Le concept d’écocomplexe proposé par Blandin et Lamotte en 1985 (Blandin et Lamotte, 1985) pourrait également enrichir la réflexion, car il reconnaît les « multiples interdépendances physiques, chimiques, biologiques et humaines [qui] associent les divers écosystèmes d’un territoire, chacun devenant un élément d’un "système spatial" à l’échelle duquel il devient possible de développer une analyse structurale et fonctionnelle » (Blandin 1992, p. 275). L’analyse semble en tout cas se placer dans le cadre d’une analyse régionale des systèmes socio-écologiques (Bourgeron et al., 2009) que le concept de trame verte, même s’il répond à des objectifs nécessaires de connexion biologique, ne recouvre que d’une manière néanmoins très partielle.

Conclusion

51Penser l’adaptation nécessite de spécifier qui ou quoi s’adapte, à quoi, ainsi que le cheminement et la forme que cette adaptation peut prendre (Smit et al. 2001). Pour nous ici, qui ou quoi s’adapte : c’est le milieu bâti, mais également tout le système ville-hinterland. Le stimulus : les risques climatiques qui pèsent sur le milieu bâti, mais également les changements d’interaction (nouvelles pressions, renforcement d’anciennes pressions, raréfaction des ressources locales, etc.) avec les milieux alentours. La forme de l’adaptation : pour ce qui nous concerne ici, une gestion intégrée des services écosystémiques au niveau de la région urbaine, avec vraisemblablement une attention particulière, au niveau de l’urbain dense, aux services de rafraîchissement, de drainage des eaux et d’épuration de l’air, et au niveau régional aux services d’approvisionnement.

52L’objet trame verte fournit un point focal intéressant dans ce contexte, mais peut-être les questions de l’adaptation et de la durabilité urbaines en appellent-elles à un cadre conceptuel plus large. Notamment, et c’est en lien avec ce que nous évoquions en deuxième partie, l’objectif de connexion biologique, dans un objectif de protection de la biodiversité, nous semble dans l’analyse pouvoir se justifier à lui-même. Chercher des bénéfices annexes, en termes d’adaptation au changement climatique par exemple, est également compréhensible et justifié dans une perspective de multifonctionnalité des territoires. Toutefois, on peut se demander si le but premier des trames vertes ne risque pas d’être « dilué » dans des attentes qui le dépassent finalement largement. Réarticuler la trame verte dans un ensemble plus vaste de stratégies d’adaptation urbaine au changement climatique pourrait permettre de lui donner une identité claire, et donc pouvoir affirmer avec peut-être plus de force ses objectifs premiers. Cela pourrait revenir, par exemple, à toujours bien appuyer les objectifs de connexion biologique dans des objectifs plus généraux de connectivité écologique.

53L’exploration des liens entre écosystèmes et stratégies d’adaptation au changement climatique crée de nombreux besoins de recherche en écologie, et on peut en citer quelques-uns. Tout d’abord, si de nombreuses études sur l’impact du changement climatique sur les écosystèmes existent déjà et sont en cours, il nous semble que l’étude du rôle des écosystèmes comme outil d’adaptation reste encore largement à développer ; il y a là un besoin important de création d’interfaces entre l’écologie et les recherches sur l’adaptation au changement climatique, que nous avons à peine esquissées ici. De même, consolider la théorie et la pratique de la gestion des services écosystémiques nécessite obligatoirement une collaboration poussée avec l’ensemble des sciences humaines et sociales, et vraisemblablement les autres sciences de l’environnement. L’écologie des milieux urbains doit continuer de se renforcer, de nombreuses connaissances fondamentales manquent encore. Enfin, penser la connectivité écologique régionale demande de faire appel aux domaines de l’écologie indusrielle et du métabolisme urbain qui étudient les flux anthropiques de matière et d’énergie. Enfin, le caractère heuristique de ces questions nous semble être une occasion particulièrement féconde d’un travail réflexif particulier pour les sciences écologiques. La nécessité posée à l’écologie d’intégrer les problèmes de structure et de fonctionnement dans une perspective spatialisée et temporelle la renvoie au (sempiternel) problème du rapprochement entre ses composantes fonctionnelle, populationnelle, évolutive et paysagère, rapprochement qu’il sera sans doute nécessaire d’adresser pour que l’écologie contribue de son plein potentiel à cette thématique.

54Il y a ici des perspectives d’échanges disciplinaires incroyablement féconds, qui permettront souhaitons-le de mieux comprendre comment les écosystèmes, à la fois enjeu (on cherche à les protéger) et moyen (on leur demande de nous protéger !) de l’adaptation, s’intègrent dans une perspective régionale d’adaptation urbaine à un changement climatique à l’ampleur incertaine.

Remerciements

55Les auteurs remercient la région Ile-de-France, le GIS R2DS, le GIS « Climat, Environnement, Société » et le PIR IngECOtech (CNRS, Cemagref-IRSTEA) pour leur support financier. Ils remercient chaleureusement Philippe Boudes, Raphaël Billé et Benoît Geslin pour leurs commentaires sur une version précédente du manuscrit.

56Bibliographie

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Bibliographie

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Young, R.F., 2010. Managing municipal green space for ecosystem services. Urban Forestry & Urban Greening, 9(4), 313-321.
DOI : 10.1016/j.ufug.2010.06.007

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Zhang, W., T. Ricketts, C. Kremen, K. Carney et S. Swinton, 2007. Ecosystem services and dis-services to agriculture. Ecological Economics, 64(2), 253-260.
DOI : 10.1016/j.ecolecon.2007.02.024

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Notes

1 « Adaptation aux Changements Climatiques et Trames Vertes : Quels enjeux pour la ville ? », 1er Avril 2010, GIS « Climat, Environnement, Société » – ANR Trame Verte Urbaine – LADYSS-CNRS – MNHN – EIVP – REEDS/UVSQ, École d’Ingénieurs de la Ville de Paris, Paris.

http://www.gisclimat.fr/sites/default/files/Journee_0104.pdf (dernière consultation le 25 janvier 2012)

2  "Trees are the coolers given us by nature.", souligné par nous.

3  Avec la culture médicale de l’époque : la motivation était anticontagioniste, l’excès de chaleur devant être combattu, car censé augmenter la quantité de miasmes et de gaz de putréfaction dans l’air, auxquels la surmortalité estivale était attribuée (Smith 1899, Meyer 1991).

4  "Vegetation as a remedy for the summer heat of cities.", sous-titré "A plea for the cultivation of trees, shrubs, plants, vines, and grasses in the streets of New York for the improvement of the public health, for the comfort of summer residents, and for ornementation".

5  L’article 2 de la Convention sur la Diversité Biologique définit la diversité biologique comme suit : « Variabilité des organismes vivants de toute origine y compris, entre autres, les écosystèmes terrestres, marins et autres écosystèmes aquatiques et les complexes écologiques dont ils font partie ; cela comprend la diversité au sein des espèces et entre espèces ainsi que celle des écosystèmes ».

6  La citation suivante en est un exemple particulièrement parlant : « Le temps est passé où les protecteurs de la nature parlaient seulement au nom de la morale et de l’esthétique. Il n’est guère à l’honneur de l’homme de devoir ainsi admettre que ces deux valeurs humaines, parmi les plus pures et les plus élevées, n’ont cependant sur son comportement qu’un pouvoir déterminant incontestablement faible. Aujourd’hui, l’heure est venue d’invoquer en faveur d’une vaste action conservatrice des sols, des couverts végétaux et des faunes sauvages, un ensemble d’arguments anthropocentriquement utilitaires, donc convaincants pour les masses. » Jean-Paul Harroy, Secrétaire Général de l’UIPN, 1949, cité par Blandin (2009).

7  Ceci est d’ailleurs très bien présenté dans le rapport du Millenium Ecosystem Assessment dédié spécifiquement à la biodiversité, à partir de la page 77 notamment, et la figure 6.1. p. 81 (Millenium Ecosystem Assessment 2005). Les auteurs y soutiennent que le niveau de biodiversité que l’on peut espérer en 2100 ne sera à son niveau le plus élevé que si les considérations non-utilitaristes sont prises en compte, et à un niveau bien supérieur à celui obtenu si c’est uniquement le rôle de la biodiversité dans le lien B-FE-SE qui est considéré.

8  Costanza (2008), dans une mini controverse l’opposant à Wallace (une réponse à son article de 2007) pose très bien le problème des approches cherchant à définir des typologies standards trop rigides pour les services écosystémiques : « La solution de Wallace au problème de classification pourrait marcher si le monde avait des frontières toujours bien délimitées, des processus linéaires sans rétroactions, une distinction claire entre les moyens et les fins, une faible incertitude, un seul usage pour les systèmes de classification, et des individus qui connaissent toujours tout sur le monde et la façon dont celui-ci affecte leur bien-être – en d’autres mots une planète bien différente de celle que nous habitons. » (p. 350).

9  Dans un rapport sur l’adaptation des villes au changement climatique, l’Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique revient sur les impacts attendus du changement climatique sur les villes, impacts qui s’ajoutent et menacent d’aggraver des risques déjà existants (Onerc, 2010). On peut ainsi citer, en termes d’aléas : l’augmentation de la fréquence des vagues de chaleur estivales, s’ajoutant au stress thermique déjà présent et lié à l’effet d’îlot de chaleur ; la diminution des ressources en eau, problématique en terme de quantité, mais également de qualité de l’eau, les polluants pouvant se trouver plus concentrés à cause de débits d’étiages plus faibles ; un impact sur la qualité de l’air, la chaleur augmentant notamment l’intensité de réactions photochimiques à l’origine de pollutions à l’ozone troposphérique ; les inondations liées aux crues et au ruissellement, les épisodes de fortes pluies pouvant dépasser les capacités des réseaux de drainage des eaux de pluie, problème aggravé par l’imperméabilisation des sols en ville ; la submersion des zones côtières, à cause de la montée permanente des eaux et/ou des épisodes de fortes tempêtes où l’eau est chassée vers l’intérieur des terres ; enfin, on peut attendre des changements dans les aires de répartition des maladies, la modification des flux migratoires ou encore l’augmentation du phénomène de retrait-gonflement des argiles. L’augmentation des risques associés, quel que soit le secteur envisagé, sera liée aux enjeux en présence et à leur vulnérabilité, ce qui sera évidemment fonction des spécificités du contexte général de chaque ville.

10  Les univers controversés s’opposent aux univers stabilisés et sont caractérisés par les propriétés qui suivent. (1) La perception des problèmes par les personnes ayant à décider ne peut se faire directement, elle repose sur « une construction scientifique, administrative, médiatique et politique préalable » (Godard et al., 2002, p. 55), donc ici notamment sur les sciences climatiques et leur appréhension par les acteurs de la vie publique. (2) En outre, une partie des acteurs concernés sont « absents ou privés de tout moyen de faire connaître leurs préférences et de peser sur les choix collectifs » et l’intégration dans le débat de leurs préférences, intérêts et droits est dépendante de leur prise en compte par les acteurs présents (ibid.) : il en va ainsi des générations futures qui verront leurs sociétés placées dans des conditions environnementales semble-t-il bien différentes de celles où nous nous trouvons aujourd’hui. (3) De plus, les phénomènes en jeu sont frappés « d’une présomption d’irréversibilité qui en démultiplie la gravité potentielle et la complexité » (ibid., p. 56-57), ce qui est le cas des modifications en cours du climat. (4) Enfin, le degré de stabilisation des connaissances scientifiques est faible, « les savoirs scientifiques disponibles sont partiels, hypothétiques et marqués de façon durable par diverses controverses scientifiques et sociales quant à la réalité, aux causes ou aux conséquences des dangers » (ibid., p. 57), ce qui est le cas de nos connaissances sur l’amplitude et les conséquences du changement climatique.

11  Sans le faire toujours toutefois, cf. par exemple la construction en zones à haut risque d’inondation.

12  Nous ne traiterons pas de la question ici, mais on peut également penser aux écosystèmes côtiers qui peuvent dans une certaine mesure diminuer la vulnérabilité aux inondations (voir par exemple Costanza et al. 2008).

13  http://www.nyc.gov/html/planyc2030/html/home/home.shtml, http://www.milliontreesnyc.org/html/about/about.shtml

14  Selon l’article L371-1 de la Loi du 12 juillet 2010 portant engagement national pour environnement : « La trame verte et la trame bleue ont pour objectif d’enrayer la perte de biodiversité en participant à la préservation, à la gestion et à la remise en bon état des milieux nécessaires aux continuités écologiques, tout en prenant en compte les activités humaines, et notamment agricoles, en milieu rural. »

15  Selon le projet ANR Trame Verte Urbaine : « La trame verte est un outil d’aménagement du territoire, constitué de grands ensembles naturels et de corridors les reliant ou servant d’espaces tampons. La trame verte est un projet de maillage vert qui met en connexion des chemins, des haies ou des canaux sous forme de corridors qui permettent les flux d’espèces animales et végétales. » http://www.trameverteurbaine.com/spip.php ?rubrique7

16  Une zone de connexion biologique est « [un] ensemble de corridors qui pourrait être constitué aussi bien de haies, ruisseaux, bords de route, bois, cultures, qui serviront chacun au déplacement d’un type d’espèce » (Clergeau, 2001, p. 28).

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Table des illustrations

Titre Figure 1. Synthèse des étapes d’articulation théorique dans la construction d’une stratégie d’adaptation urbaine mobilisant les écosystèmes
Légende Légende : Pour un contexte urbain donné, une fois identifiées les vulnérabilités climatiques que l’on souhaite atténuer à l’aide des écosystèmes, la première étape consiste à identifier les écosystèmes en présence ou potentiellement présents via des projets de restauration ou de création (exemples : restauration des berges d’un fleuve urbain, création d’une toiture végétalisée). Ensuite, il s’agit de différencier, au moins dans l’analyse, les objectifs sociaux de protection de la biodiversité et de gestion des services écosystémiques d’adaptation urbaine aux risques climatiques, pour mieux les articuler. Puis, faire le bilan des services et desservices écosystémiques, en tenant compte du plus grand nombre possible d’enjeux environnementaux. Ensuite, articuler services et desservices écosystémiques dans une stratégie d’adaptation et évaluer la pertinence de ladite stratégie.
URL http://vertigo.revues.org/docannexe/image/11851/img-1.png
Fichier image/png, 8,5k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Aleksandar Rankovic, Chantal Pacteau et Luc Abbadie, « Services écosystémiques et adaptation urbaine interscalaire au changement climatique : un essai d’articulation », VertigO - la revue électronique en sciences de l'environnement [En ligne], Hors-série 12 | mai 2012, mis en ligne le 04 mai 2012, consulté le 28 juin 2016. URL : http://vertigo.revues.org/11851 ; DOI : 10.4000/vertigo.11851

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Auteurs

Aleksandar Rankovic

Doctorant à l’UPMC, chercheur contractuel CNRS, Laboratoire Bioemco, École Normale Supérieure, 46 rue d’Ulm, 75230 Paris Cedex 05, Courriel : aleksandar.rankovic@ens.fr

Chantal Pacteau

Chargée de recherche CNRS, Directrice adjointe à l’interdisciplinarité du Groupe d’Intérêt Scientifique « Climat, environnement, société », Laboratoire Bioemco, Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 4 place Jussieu - Case 120 - 75252 PARIS, Courriel : chantal.pacteau@gisclimat.fr

Articles du même auteur

Luc Abbadie

Professeur à l’Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, Directeur de l’UFR Terre Environnement Biodiversité, Directeur du laboratoire Bioemco, Laboratoire Bioemco, École Normale Supérieure 46 rue d’Ulm, 75230 Paris Cedex 05, Courriel : luc.abbadie@ens.fr

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