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