Ce rapport s’appuie à la fois sur les rapports TEEB précédents et sur le programme « Action locale pour la biodiversité »  (LAB – Local Action for Biodiversity) mené par ICLEI et l’UICN, afin de proposer un guide spécifiquement adapté à la gestion urbaine.

Le guide est divisé en trois sections suivantes :

• Section 1 : Introduction aux services écosystémiques et aux villes
• Section 2 : Comment intégrer les services écosystémiques dans les politiques et prises de décisions – L’approche étape par étape du TEEB
• Section 3 : Appliquer l’approche étape par étape à la gestion des villes

L’approche étape par étape décrite dans le guide consiste en 6 étapes suivantes :

Le forum se tiendra du 28 au 30 mai 2010 à Bonn et précédera les débats des Nations Unies sur le climat prévus du 31 mai au 11 juin 2010.

Cette première édition permettra de partager les dernières données scientifiques, approches et état de l’art des programmes en matière d’adaptation au changement climatique et de résilience urbaine.

Les partenaires échangeront sur divers thèmes :

• Evaluation des risques urbains – Méthodes et outils
• Dimensions socio-économiques et institutionnelles
• Stratégie, politique d’intégration et grandes tendances
• Planning et pratiques d’adaptation urbaine
• Coûts et financement de l’adaptation au changement climatique
• Technologie d’adaptation des territoires et des infrastructures

(Voir le détail des thèmes ici : http://resilient-cities.iclei.org/bonn2010/program/)

Les participants présenteront également des cas concrets qui permettront d’illustrer ces divers thèmes.

Tianjin est la troisième plus grande ville industrielle de la Chine, avec une population de 8,4 millions, et un important port marchand. En tant que porte d’entrée historique sur la capitale Beijing, sa croissance n’est pas prête de ralentir, et encore moins les problèmes écologiques qui se voient progressivement accentués (ex. pollution de l’eau et de l’air, problèmes de traitement des déchets, de logement ou encore de trafic ; pour ne mentionner que ceux-ci…). Wang et Ouyang considèrent Tianjin comme un système socio-économique-naturel complexe, c’est-à-dire un écosystème artificiel dominé par des activités humaines, entretenu par les systèmes vivants et dynamisé par les processus écologiques (ex. espaces ruraux associés qui fournissent notamment des ressources alimentaires, de l’énergie et des espaces pour stocker les déchets). Le travail qu’ils ont réalisé permet de comprendre les dynamiques d’évolution de l’écosystème de Tianjin et de fournir un outil d’aide à la décision pour les autorités locales. L’analyse de l’écosystème urbain de Tianjin s’articule autour de trois approches complémentaires :

1. Des modèles éco-mécaniques avec pour objectif de comprendre ses dynamiques et contextes.
2. Des modèles d’éco-planning qui permettent d’identifier les frontières (cf. Tableau 2), facteurs clefs et limitatifs, mécanismes rétroactifs, flux métaboliques, etc. ; dans une optique de réaliser des simulations sur l’évolution de l’écosystème de Tianjin.
3. Des modèles d’ « éco-régulation » en termes d’innovation technologique, institutionnelle et culturelle.

En termes d’éco-régulation, l’ingénierie écologique urbaine (« hardware regulation ») peut se traduire notamment par de l’innovation technologique ou du design intégratif, le management urbain écologique (« software regulation ») quand à lui par des réformes institutionnelles et, enfin, la construction d’une éco-culture (« mindware regulation ») par des changements de comportement. En outre, l’analyse est construite à partir de couplages structurels et fonctionnels :

1. Propriétés structurelles : Hiérarchies et réseaux, composants dominants et diversité des composants, ouverture et indépendance, robustesse et flexibilité.
2. Couplages fonctionnels : Exploitation et adaptation, compétition et symbiose, prolifération et compensation, déplétion de ressources et stagnation écologique.

Pour résoudre les problèmes écologiques et socio-économiques auxquels doivent faire face les autorités, Wang et Ouyang se sont intéressés aux diverses échelles spatiales et organisationnellescorrespondantes, de l’écosystème régional au niveau d’un qu(cf. Figure 1 ci-dessous).

(Figure 1 : Les différentes échelles spatiales ou régions de l’écosystème urbain de Tianjin)

• Région 1 : 1 million de km², comprenant le bassin versant de la rivière Haihe et une partie de 6 provinces de la Chine du nord => espace approprié pour étudier les stratégies de développement et les impacts régionaux, économiques et écologiques.
• Région 2 : Région administrative (8 millions d’habitats répartis sur 11 660 km²) idéale pour étudier les interactions écosystémiques urbaines et rurales.
• Région 3 : La zone urbanisée avec 6 districts urbains, 4 districts suburbains proches, et 3 districts côtiers (4,86 million d’habitants, 3 137 km²), identifiée pour comprendre les stratégies d’industrialisation et d’urbanisation.
• Région 4 : La zone construite avec une population de 3,8 millions d’habitants vivant dans une zone de 3 137 km², utile pour étudier les problèmes écologiques associés avec les changements d’utilisation et d’occupation des sols, ainsi que les stratégies de rénovation urbaine.
• Région 5 : Le quartier de Guangfudao au centre ville, avec 37 000 habitants et une surface de 1,06 km², lieu de projets de démonstration de rénovation urbaine.

En d’autres termes, les frontières de l’objet d’étude varient en fonction des tâches ou objectifs identifiés. Les acteurs locaux et décideurs ont été associés aux diverses simulations, cela afin qu’ils s’approprient l’outil, puissent le faire évoluer et en tirer des bénéfices directs pour un meilleur aménagement de l’espace écosystémique analysé. Ils ont ainsi défini eux-mêmes les facteurs et composantes clefs, les métabolismes, les interactions mutualistes, etc. Cela a notamment conduit à la réalisation d’analyses de risques et d’opportunités par rapport aux dynamiques dominantes. On mentionnera tout particulièrement l’importance accordée aux modèles d’éco-régulation par Wang et Ouyang.

Pour Synergiz, il est en effet instructif de noter la manière dont (1) la recherche appliquée en Chine peut influencer les choix des décideurs et (2) comment les enjeux écologiques peuvent être articulées par rapport aux problématiques sociales et économiques dans une culture non euro-centrique. En revanche, on pourrait questionner, dans le cadre de la réalité quotidienne des habitants de l’écosystème urbain de Tianjin et dans le contexte des prochains Jeux Olympiques (et controverses associées…), la manière dont les choix collectifs sont réalisés et mis en place à partir de ce type de travaux, en particulier la latitude d’action accordée aux citoyens et parties prenantes.

Cet article fait partie d’une série d’article basés sur l’ouvrage de Berkowitz A.R., Nilon C. H. & Hollweg K.S. « Understanding urban ecosystems: A new frontier for science and education »

Grimm et al. (2003)[1], suggèrent que les notions contenues dans ce concept d’écosystème facilitent la compréhension des processus régentant un espace urbain. En appliquant le concept d’écosystème à la ville, nous pouvons comprendre le fonctionnement des villes, leurs interactions avec leurs environnements extérieurs locaux ou régionaux et anticiper les conséquences de l’urbanisation sur l’environnement en général, c’est-à-dire le système Terre. Néanmoins, par rapport à un écosystème naturel, l’application du concept d’écosystème à la ville quelques limites. Une ville est un environnement construit et structuré dont même les éléments naturels ont été modifiés à convenance.

Ces écosystèmes urbains sont composés:

1. d’espèces diverses en interaction
2. de sols stockant carbone et azote
3. de producteurs primaires.

Mais à la différence des écosystèmes naturels, les écosystèmes urbains :

1. sont hétérotrophes
2. sont fortement dépendants des apports externes
3. sont incapables de recycler leurs déchets efficacement
4. ont des systèmes de contrôle social et politique
5. sont sous le contrôle majoritaire d’une seule espèce, les humains.

Les frontières de l’écosystème urbain

Les premières définitions des limites de la ville se basent sur les facteurs d’urbanisation que sont les aires urbanisées avec des paramètres de densité de population ou de constructions. Les aires urbanisées comprennent une place centrale et des quartiers proches qui l’entourent. Néanmoins, il est plus intéressant de définir les limites de l’écosystème urbain selon la question à laquelle on souhaite répondre.

La structure de l’écosystème urbain

En plus des paramètres caractéristiques d’un écosystème naturel, l’écosystème urbain en possède d’autres telles que les constructions (ex. immeubles, routes, etc.) et infrastructures artificielles (ex. plomberies, installations électriques, etc.) qui jouent sur les bilans énergétiques et de transfert de matières. Les espaces naturels urbains aménagés (arrosages, aires de rétention de crues, etc.). L’évolution des sociétés humaines en ville peuvent notamment être décrites en terme de classes d’âge, de sexe, de catégories socioprofessionnelles, mais aussi en termes de systèmes politiques, économiques, culturels et de valeurs.

Eléments clef du fonctionnement de l’écosystème urbain

Comme dans le cas des écosystèmes naturels, les flux énergétiques et le recyclage des nutriments sont des facteurs importants pour le fonctionnement de l’écosystème urbain. De plus, il est nécessaire de prendre en compte les flux d’informations, les institutions et organisations, les attitudes culturelles et leurs perception. La très forte dépendance énergétique et matérielle des cités vis-à-vis de l’environnement extérieur est la caractéristique la plus importante des écosystèmes urbains. Si la dépense d’énergie est la conséquence de la seule espèce humaine, c’est à une échelle plus importante et par l’intermédiaire de son comportement collectif par l’intermédiaire des s de gouvernance, que sont prises les décisions qui modifieront le cycle des éléments et les flux d’énergie (ex. choix d’un type d’aménagement ou d’un traitement de pollution). Les facteurs sociaux peuvent donc également améliorer les conséquences d’une pollution sur un environnement.

L’empreinte écologique[2]est un outil simple d’utilisation facile à comprendre pour montrer l’étendu de l’impact d’un objet d’étude quelconque, il peut être utilisé à différentes échelles, de l’individu à la ville. Il est donc apparu à Nancy B. Grimm et ses collègues comme l’outil idéal pour l’éducation et la prise de conscience des populations. Cette démarche éducative a été entreprise dans la ville de Phoenix (Arizona, U.S.A.). Les auteurs se sont intéressés aux bilans des masses des éléments des grands cycles biogéochimiques de cette ville. Avec les établissements scolaires de la ville, ils ont pris l’exemple particulier de l’azote pour savoir si Phoenix perdait ou, au contraire, accumulait cet élément. Ils ont ainsi crée une prise de conscience collective du rôle de chacun sur l’environnement et de l’effet d’acte individuel à l’échelle globale de la ville. Cette expérience a généré une dynamique d’implication plus forte des citoyens dans la prise de décisions collectives[3], avec notamment des répercussions positives sur les résultats scolaires des élèves.

L’exemple de la ville de Phœnix montre que les principes de l’écologie peuvent être appliqués aux environnements urbains. Nancy B. Grimm et ses collègues suggèrent désormais d’inclure également les phénomènes sociaux et économiques dans les modèles cherchant à expliquer les flux d’énergie et de matière dans les écosystèmes urbains.

[1] Grimm, N.B. et al. (2003) An ecosystem approach to understanding cities familiar foundation and uncharted frontiers. In Berkowitz A.R., Nilon C. H. & Hollweg K.S., Understanding urban ecosystems: A new frontier for science and education. Springer-Verlag, New York.[2] Voir empreinte écologique sur : http://fr.wikipedia.org/wiki/Empreinte_%C3%A9cologique[3]Voir également l’exemple de Mill creek développé par Spirn, A.W. (2003) Urban ecosystems, city planning, and environmental education: Literature, Precedents, Key Concepts, and Prospects

Dans la vie de tous les jours, pratiquement personne ne considère la ville comme un écosystème, ni même comme une partie indissociable des larges complexes écosystémiques qui englobent et nourrissent les humains et leurs espaces urbanisés. Selon William Rees (2003)(1) l’économie néolibérale est à l’origine de cette cosmologie. Cette représentation du monde reflète un apartheid assumé entre humains et non humains. Elle considère que l’économie – dont les villes, les activités et échanges entre les humains – est un système ouvert et indépendant, c’est-à-dire qui n’a pas d’interdépendance fondamentale avec « l’environnement » périphérique. C’est pourquoi l’étude des villes et de leurs évolutions se limitent bien souvent aux dynamiques des populations humaines, aux dimensions culturelles, aux modes d’organisations spatiales ou encore aux innovations technologiques. En revanche, la perspective de l’économie écologique diffère singulièrement de l’approche néolibérale, car elle considère que l’activité économique est l’expression matérielle des interactions écologiques des humains: l’économie est un sous-système totalement dépendant d’un système fermé et fini (cf. la biosphère). Le flot unidirectionnel de l’énergie est une autre caractéristique importante de cette vision écosystémique de l’économie : du soleil, en passant par la production de biens et services, jusqu’à sa conséquence inévitable, c’est-à-dire la production de déchets et la dissipation d’énergie. Le premier schéma ci-dessous présente la vision néoclassique de la relation entre économie et environnement, le second celle de l’économie écologique (Rees, 2003i).

En outre, l’économie écologique conduit à considérer l’évolution de l’économie d’une toute autre manière, c’est-à-dire comme une machine à consommer et non à produire. L’économie néolibérale s’intéresse uniquement aux « produits » et « services » de « l’activité économique » d’où le fait que « l’environnement », non inclus dans le marché, y soit « externe ». A l’inverse, l’économie écologique s’intéresse essentiellement aux intrants nécessaires à la « consommation économique » ainsi qu’aux flux sortants, c’est-à-dire aux « déchets » (2) issus de processus de dégradation de la matière et de l’énergie par les humains et leurs systèmes industriels. Ces derniers, à l’inverse des organismes autotrophes tels que les plantes (cf. qui n’ont besoin que d’énergie et d’éléments simples pour produire de la biomasse en grande quantité), sont en effet des organismes vivants hétérotrophes, des consommateurs primaires. En d’autres termes, une vision des systèmes urbains sous l’angle de l’économie écologique conduit à repenser l’évaluation des choix et modes de développement, notamment en termes d’efficience énergétique et d’utilisation de ressources naturelles et renouvelables. Les villes sont des structures d’accumulation de ressources avec des impacts non négligeables sur les écosystèmes qui les leur fournissent : les systèmes urbains croissent en consommant plus d’énergie et de matériaux qu’ils n’en produisent. Si les villes peuvent être considérées comme composantes d’écosystèmes complexes essentiels aux populations humaines, elles ne sont pas pour autant des écosystèmes auto-suffisants. Leurs empreintes écologiques, au-delà des débats sur la notion de capacité de charge (3), permettent d’illustrer la forte interdépendance par rapport aux espaces non-urbanisés d’où elles puisent l’essentiel de leurs ressources (ex. produits alimentaires, matériaux de construction, etc.). A titre d’exemple, il a été évalué que si les habitants de la ville de Vancouver avaient une empreinte politique de 114km2, leur empreinte écologique s’étendait sur 181 260km2. On parle alors de déficit écologique des villes, car la balance des échanges en termes de ressources de toutes sortes est clairement en leurs faveurs.Les interdépendances entre espaces urbanisés et non-urbanisés doivent changer de nature, vers des relations mutualistes. Dans l’optique de réconcilier la ville avec la « nature », ou du moins les espaces non-urbanisés, il convient de se poser un certain nombre de questions :

• Quels avantages ou opportunités stratégiques sont liés à la ville par rapport à la survie des écosystèmes et de l’écosphère ?
• Quels changements sont nécessaires en termes de distribution spatiale des populations humaines ? Quels nouveaux modes de consommation, de déplacements, de travail, de vie choisir?
• Vers le règne de l’éco-efficience au sein de villes autopoïétiques (4)

(1) Rees W.E. (2003). Understanding urban ecosystems: An ecological economics perspective. In Berkowitz A.R., Nilon C. H. & Hollweg K.S., Understanding urban ecosystems: A new frontier for science and education. Springer-Verlag, New York.

(2) Le terme de « by-products » usité en anglais semble plus approprié, car il ne possède pas de connotation péjorative.

(3) C’est un « concept quantitatif qui présume des limites, souvent difficile à définir, de la capacité des écosystèmes naturels à soutenir un accroissement constant de la consommation des ressources et de la pollution. Les facteurs clés comprennent la population, la densité démographique, l’affluence et la technologie « y compris la capacité d’augmenter la capacité de charge ». Les menaces ont surtout trait aux taux d’épuisement des ressources renouvelables et non renouvelables et à l’accumulation des polluants dans l’environnement » ; http://www.ec.gc.ca/epr/default.asp?lang=Fr&n=BB51A1CA-1#capaci

(4) Selon Varela, « un système autopoïétique est organisé comme un réseau de processus de production de composants qui a) régénèrent continuellement par leurs transformations et leurs interactions le réseau qui les a produits, et qui b) constituent le système en tant qu’unité concrète dans l’espace où il existe, en spécifiant le domaine topologique où il se réalise comme réseau » ; http://fr.wikipedia.org/wiki/Autopo%C3%AF%C3%A8se

Le concept d’écosystème appliqué à la ville (écosystème urbain) en donne une vision dynamique et élargit les limites temporelles et spatiales de la cité au delà du simple facteur humain ou physique. Il permet d’englober l’ensemble des phénomènes naturels et humains et leurs interactions qui se déroulent au sein d’une ville. Dans un de ces précédents ouvrages(1), Anne Whiston Spirn avait montré que certains systèmes urbains avaient été construits en prenant en compte leurs environnements naturels et les processus qui s’y déroulent. Ces exemples démontraient l’utilité d’une planification urbaine conçue autour du concept d’écosystème urbain. Néanmoins, bien qu’importante, cette conceptualisation d’écosystème urbain demeure peu appliquée lors de la réalisation de projets urbains. Dans un article récent (2), Anne Whiston Spirn explique que les difficultés à réussir une planification écosystémique sont essentiellement liées à trois points cruciaux :

1. la difficulté de percevoir la ville comme un élément du monde naturel
2. l’existence de barrière entre les différentes disciplines scientifiques
3. le manque d’éducation environnementale.

L’exemple de Mill creek à Philadelphie (voir ci-dessous) développé par l’auteur, nous montre comment, grâce au concept d’écosystème urbain, nous pouvons comprendre les relations de la ville avec l’environnement et devenir des citoyens engagés et responsables. Pour faciliter la réalisation de planification durable, il faut montrer au public l’importance des processus naturels dans la structuration de la ville. Il ne faut pas seulement se référer aux spécialistes du domaine mais éduquer tous les citoyens.

L’exemple de Mill creek à Philadelphie : Le quartier de Mill creek est un quartier défavorisé de l’ouest de Philadelphie. Il a été créé le long de la rivière du même nom et de sa zone d’épanchement des crues. Il a été drainé en réalisant des canalisations pour les égouts et la rivière elle-même qui se jettent plus loin au niveau de la rivière Schuylkill. Ce quartier donne à voir un paysage rempli d’immeubles ravagés, de rues excavées et de terrains vagues abandonnées. Les auteurs ont analysé que ce paysage était la conséquence non pas de phénomènes sociaux mais de l’absence d’une zone d’épanchement des crues lors d’orages importants. Ils ont ainsi réalisé un plan d’aménagement pour recréer des zones d’inondations en empêchant la destruction des bâtiments et des rues. Les autorités concernées ont refusé de voir dans l’état de délabrement du quartier un phénomène naturel. Les auteurs se sont donc tournés vers les écoles et les habitants pour expliquer le fonctionnement du processus. L’enseignement qu’ils ont fourni a créé une dynamique auprès des habitants qui, en prenant en main les projets d’aménagements, ont su convaincre les autorités du bien fondé d’une vision écosystémique du problème.

L’enseignement de la lecture des paysages (3) permet d’impliquer les citoyens dans la réalisation d’un projet de planification durable mais a également des répercussions positives dans le système éducatif en formant des étudiants plus motivés, réfléchis et ouverts aux débats.

Sources :

(1) Spirn, A.W. (1984) The granite garden: urban nature and human design. Basic Books, New York.
(2) Spirn, A.W. (2003) Urban ecosystems, city planning, and environmental education: Litterature, Precedents, Key Concepts, and Prospects
(3) Préconisé également par Grimm, N.B. et al. (2003) An ecosystem approach to understanding cities familiar foundation and uncharted frontiers. In Berkowitz A.R., Nilon C. H. & Hollweg K.S., Understanding urban ecosystems: A new frontier for science and education. Springer-Verlag, New York.

Au sein d’une ville, il existe des systèmes vivants qui peuvent être décrit indépendamment de la ville à laquelle ils appartiennent. L’analogie entre le fonctionnement de ces écosystèmes et celui de la cité au sein de la planète est forte : Qui n’a jamais été tenté de comparer l’agitation qui règne en ville à celle que l’on retrouve dans une fourmilière ? C’est ce qu’Antony Bradshow nous propose d’explorer dans son article (1). En reprenant les différentes étapes permettant l’installation d’un écosystème naturel dans un environnement, A. Bradshow décrit la réalisation d’une nature dans la ville et établit un parallèle avec les étapes d’installation d’une ville dans l’environnement. Ce faisant, il nous permet de replacer la ville comme un objet d’étude « naturel », un écosystème « naturel » (écosystème urbain).

Avant d’arriver à un état d’équilibre final appelé climax(2), un écosystème enchaîne différentes phases caractérisées par un renouvellement des espèces ou de son milieu. Le tableau qui suit donne des exemples pour les écosystèmes retrouvés dans les villes et pour la ville elle-même :

L’analogie importante entre les écosystèmes dans la ville et les systèmes urbains permet d’envisager un transfert de connaissance de ces écosystèmes « à l’intérieur des villes » vers l’objet d’étude « ville » en tant qu’écosystème. Finalement, la durabilité des écosystèmes existant à l’intérieur d’une ville pourrait nous fournir des pistes pour construire des écosystèmes urbains durables.

(1) Bradshow (2003) Natural ecosystems in cities : A model for cities as ecosystems. In Berkowitz A.R., Nilon C.H. & Hollweg K.S., Understanding urban ecosystems: A new frontier for science and education. Springer-Verlag, New York.
(2) La stabilité du climax correspond à un équilibre dynamique et non pas figé (voir http://fr.wikipedia.org/wiki/Climax_(%C3%A9cologie)

Dans ce livre, les auteurs cherchent à démontrer l’importance du concept d’écosystème appliqué à la ville, c’est-à-dire d’appréhender la ville comme un écosystème urbain. L’objectif affiché est de permettre à tous, de la communauté scientifique aux citoyens, de penser et d’agir de manière globale et intégrative.
En effet, l’approche écosystémique peut nous aider à mieux comprendre les mécanismes influençant le fonctionnement d’une cité et percevoir que chacun de ces processus peut agir à des échelles de temps et d’espace différentes.

Comprendre l’écosystème urbain, c’est notamment se demander:

• Comment appliquer le concept d’écosystème à une ville?
• Comment les différents types d’habitats s’articulent et interagissent dans une ville ?
• Comment les phénomènes sociaux vont interagir avec les processus et dynamiques des écosystèmes ?

La notion d’écosystème urbain est notamment fondée sur la prise en compte des interactions entre les composantes sociales, biologiques et physiques de la ville, une approche que l’association synergiz souhaite valoriser au sein de son guide. Par conséquent, une série de cours articles basés sur quelques chapitres de cet ouvrage sera progressivement mise en ligne sur Synerblog dans les prochaines semaines.

Pensez différemment l’aménagement de votre ville ! Pensez « écosystème urbain » !