Analyse de cycle de vie et biodiversité

Un outil d’évaluation des impacts locaux d’un projet d’aménagement sur la biodiversité, Biodi(V)strict®, a été développé par le Laboratoire Écologie, Systématique, Évolution (AgroParisTech, CNRS et Université Paris-Saclay). Cette évaluation prend en compte la proportion d’espaces végétalisés, la diversité des habitats et des strates végétales, la connectivité intra-site et la perméabilité des sols.

Mais des impacts sont générés ailleurs que sur le territoire du projet étudié : lors de la fabrication et du transport des matériaux, de la production d’énergie et d’eau, du traitement de l’eau et des déchets… C’est pourquoi l’analyse de cycle de vie est également utilisée. Cette méthode prend en compte les aspects de changement climatique, d’acidification, d’eutrophisation, d’écotoxicité, d’occupation et de transformation des sols, de radiations ionisantes et de consommation d’eau (Bulle et al., 2019) (Huijbregts et al., 2017) dans l’objectif de limiter les pressions sur les écosystèmes et de contribuer ainsi à préserver la biodiversité.

Les deux outils sont ainsi complémentaires et intégrés à la démarche d’écoconception proposée par le lab recherche environnement.

L’évaluation des impacts sur les écosystèmes liés à l’écotoxicité comporte plusieurs étapes en ACV (Fantke et al., 2017) :

• La quantification des émissions de polluants dans différents compartiments écologiques (air, eau douce, eau de mer, sédiments, sol naturel, agricole etc.)
• La prise en compte de phénomènes de (bio-)dégradation des substances : hydrolyse, photolyse dans l’eau, réactions photochimiques dans l’atmosphère, biodégradation dans l’eau, les sédiments et le sol,
• La prise en compte du transport des polluants : diffusion (air, eau), absorption/volatilisation (air/eau ou sol), adsorption/désorption (air/sol), déposition sèche (air/sol) et humide (pluie/sol), sédimentation/re-suspension (sédiments/eau), écoulement des eaux, érosion (sol/eau),
• L’évaluation des concentrations de polluants dans les compartiments écologiques,
• L’évaluation de dommages en termes de disparition d’espèces sur un certain espace et une certaine durée, des connaissances sur certaines espèces indicatrices étant utilisées.

D’autres phénomènes sont par ailleurs pris en compte. Les substances acides émises dans l’air lors de la combustion de fioul ou de charbon, on de l’incinération de certains déchets, se diluent dans l’eau de pluie, lessivent les sols et portent atteinte à la végétation. Le rejet dans l’eau de phosphates et de nitrates par les stations de traitement des eaux usées induit des phénomènes d’eutrophisation dans les eaux de surface, au détriment des écosystèmes aquatiques. La transformation et l’occupation des sols détruit les habitats. La consommation d’eau dans les bâtiments mais aussi lors de la production d’électricité (filière nucléaire en particulier) réduit les ressources pour la flore et la faune. D’autres phénomènes comme les radiations ionisantes peuvent également avoir un impact sur la biodiversité.

Afin d’évaluer les indicateurs d’ACV concernant la biodiversité, il convient de disposer d’inventaires suffisamment complets. L’outil Pleiades ACV EQUER utilise la base de données ecoinvent, comportant plusieurs milliers de flux alors que la base INIES n’en impose que 168. D’autre part, les indicateurs de pollution de l’air et de l’eau des FDES sont basés sur la méthode des volumes critiques, remise en cause par les scientifiques car elle ne prend pas en compte l’évolution des polluants dans le temps (transport et dégradation).

L’ACV, basée sur la quantification de dommages très moyennés et variant linéairement en fonction des quantités de polluants émis, est moins précise que les études locales menées par les écologues. Elle permet cependant de prendre en compte des aspects essentiels pouvant menacer la biodiversité, en particulier le changement climatique, l’acidification, l’eutrophisation et l’occupation des sols.

Les décideurs impliqués dans un projet immobilier peuvent ainsi agir directement et indirectement pour préserver la biodiversité : indirectement en comparant différentes possibilités à l’aune de l’ACV, et directement au niveau du territoire sur lequel le projet sera mis en œuvre en utilisant à l’échelle du quartier l’outil Biodi(V)strict®.

Biodi(V)strict® est un outil de diagnostic et d’aide à la décision pour l’amélioration du « potentiel biodiversité » des projets d’aménagements urbains et périurbains. Il se décline en un outil informatique à proprement dit et en une méthodologie formalisée en quatre grandes étapes (voir figure plus bas). L’approche repose sur les principes de l’Ecological Land Use Complementation (Colding, 2007) et est centrée sur la notion d’habitat et son potentiel d’accueil pour la biodiversité locale, sans cibler une espèce en particulier. L’identification des habitats se fait à partir d’une liste prédéfinie où chaque habitat correspond à un coefficient de pondération reflétant son potentiel d’accueil pour la biodiversité et à un coefficient de perméabilité des sols à l’eau.

L’Ecological Land-use Complementation (ELC) est basée sur l’idée que des espaces verts urbains peuvent supporter une plus grande biodiversité quand ils sont rapprochés les uns des autres selon différentes combinaisons. Cela vient du concept théorique de la complémentation du paysage développé par Dunning en 1992 : dans un paysage très hétérogène, constitué de patchs très différents comme le paysage urbain, une espèce a besoins de se déplacer entre ces différents habitats pour avoir assez de ressources nécessaires à l’accomplissement de son cycle de vie (nourrissage, reproduction, élevage, dispersion, etc.). La complémentation du paysage implique alors qu’une espèce qui a besoin d’au moins deux types de ressources provenant d’habitats différents au cours d’un cycle de vie, puisse se déplacer entre ces habitats, et donc que ces derniers ne soient pas trop éloignés dans la matrice non favorable à son déplacement.  Ainsi c’est à la fois la disponibilité d’habitats, la composition en habitats et leur configuration dans le paysage urbain qui vont influencer la survie des individus, des populations et des communautés dans un milieu très fragmenté.  L’ELC applique la notion de complémentation paysagère à l’échelle d’une ville et montre que les différents espaces verts urbains peuvent interagir en synergie pour soutenir la biodiversité lorsqu’ils sont agencés dans des combinaisons différentes.  En assurant un meilleur accès et une meilleure utilisation des ressources, le fonctionnement de l’écosystème sera accru, par la création de nouvelles niches écologiques, permettant l’arrivée de nouvelles espèces, qui pourront soutenir de nouvelles fonctions écologiques. Ainsi, l’ELC devrait tendre (1) à assembler des habitats qui soutiennent différentes fonctions et (2) à créer des combinaisons qui elles-mêmes soutiennent de nouvelles fonctions. Une diversité de traits fonctionnels et donc une complémentarité des niches seront alors favorisés. Or, une diversité de fonctions conduit à une diversité de réponses.  Les écosystèmes ainsi construits s’adaptent mieux aux changements environnementaux et sont donc plus résilients. In fine la biodiversité fonctionnelle dans son ensemble sera favorisée.  L’ELC permet donc d’aborder le sujet de la fonctionnalité et de la résilience d’un paysage urbain.

Pour la construction de Biodi(V)strict®, il a été assumé que le principe de l’ELC peut être appliqué à des échelles plus petites que celle de la ville comme le quartier, ou encore plus petites comme un projet d’aménagement.

Les indicateurs de Biodi(V)strict® ont été construits pour répondre aux enjeux écologiques forts en milieu urbain et dans l’objectif de favoriser un meilleur fonctionnement écologique du site (les enjeux et les calculs des indicateurs sont explicités dansl’article (Masson & Frascaria-Lacoste, 2020). Le raisonnement général a été mené selon le principe de l’ELC (Colding, 2007) et la notion d’habitats, en intégrant plusieurs contraintes notamment la rapidité d’acquisition des données nécessaires et une interprétation facilitée des résultats (Tzoulas & James, 2010).  D’abord, les données de base pour le calcul des indicateurs doivent pouvoir être collectées rapidement. Pour le calcul des indicateurs de Biodi(V)strict®, les espèces ne sont donc pas directement prises en compte. La ressource en temps nécessaire à la conduite d’inventaires faune/flore sur le terrain a été identifiée comme une véritable barrière à l’évaluation rapide nécessaire pour la majorité des projets urbains.  L’échelle de l’habitat a été choisie dans un premier temps parce que la diversité des habitats est une composante inhérente à la définition de la biodiversité et est souvent considérée et utilisée comme un indicateur de la diversité spécifique (Hermy & Cornelis, 2000) et dans un deuxième temps, parce que l’identification des habitats peut se faire en grande partie à partir de photographies aériennes, réduisant ainsi considérablement le temps passé sur le terrain.

Ensuite, pour que les indicateurs soient facilement interprétables, ils doivent avoir une gamme de variation délimitée (par exemple entre 0 et 1), indépendamment du paysage analysé, pour une interprétation facilitée des résultats. (Saura & Pascual-Hortal, 2007).