La prise en compte des fonctionnalités écologiques dans l'aménagement des territoires et l'application de la séquence Éviter-Réduire-Compenser : De l'échelle projet à la planification

Considering habitat connectivity in urban development and the application of the mitigation hierarchy : From project scale to planning

• Auteur / Autrice : Simon Tarabon
• Direction : Thierry Dutoit, Francis Isselin-Nondedeu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences Agronomiques
• Date : Soutenance le 26/11/2020
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 536 « Sciences et agrosciences » (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : SOBERCO Environnement (Chaponost,Rhône)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen de la biodiversité et d’écologie marine et continentale (Marseille ; 2012-....) - Cités Territoires Environnement et Sociétés (Tours ; 2004-....)
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Frascaria Lacoste
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marthe Lucas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Foltête, Philip Roche

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aménagement du territoire

Compensation écologique

Théorie des graphes

Logiciels

Environnement

Modèles écologiques

Aménagement du territoire -- Aspect environnemental

Évaluation écologique (biologie)

Relations

Habitat (écologie)

Biodiversité

Mots clés libres

Connectivité des habitats

Biodiversité

Éviter Réduire Compenser

Équivalence écologique

Aménagement du territoire

Modélisation

Graphab

SimUrba

Maxent

Biodiversity offsets

Mitigation hierarchy

Habitat connectivity

Graph theory

Urban development

Land use planning

Offsetting

No net loss

Modeling

Maxent

Graphab

Résumé

La biodiversité est confrontée à une érosion accélérée et est devenue une préoccupation environnementale mondiale ces dernières décennies. En France, la séquence Éviter–Réduire–Compenser (ERC) est un des outils réglementaires mis en place dans un contexte de destruction et de fragmentation des habitats d’espèces. Elle permet le développement des territoires tout en visant une absence de perte nette de biodiversité. Cependant, malgré les récentes évolutions réglementaires européennes et françaises, le triptyque ERC présente de nombreuses limites et enjeux d’ordre opérationnel. En positionnant nos travaux à l’interface entre recherche et opérationnalité, nous proposons un cadre méthodologique basé sur plusieurs approches de modélisation afin d’améliorer les processus d’évaluation et décisionnels aux différentes étapes d’aménagement, de la planification à l’opérationnel au moment de l’autorisation des projets. Dans une première partie du travail, nous intégrons les enjeux spatio-temporels de la biodiversité à l’ensemble de la séquence ERC, de l’évaluation des impacts potentiels au dimensionnement des mesures écologiques. À partir du cas précis de l’aménagement du Grand Stade de Lyon, nous montrons l’intérêt de combiner les modèles de distribution d’espèces et les graphes paysager pour identifier les réseaux écologiques et poser un cadre de calcul de l’équivalence écologique basé sur le volet fonctionnel de la biodiversité. Intégrer les dimensions spatiales et temporelles permet d’accroitre la connectivité des habitats et améliorer la conception des projets. Nous montrons ensuite qu’organiser la compensation à l’échelle des territoires en les intégrant aux réseaux écologiques améliore davantage les bénéfices et réduit le risque d’échecs des mesures. Notre démarche est présentée dans le contexte périurbain de l’Ouest de Lyon. Enfin, nous démontrons les implications d’une démarche anticipée et planifiée de la séquence ERC dans la planification stratégique des territoires. Pour cela, nous montrons dans le cadre de la Métropole de Toulouse l’intérêt d’étudier conjointement les dynamiques urbaines et écologiques pour mettre en place une stratégie de conservation de la biodiversité à l’horizon 2040 en assurant l’absence de perte nette sur les habitats d’espèces et leur connectivité selon différentes trajectoires d’urbanisation et de ratio de compensation. Cette thèse offre une approche globale pour orienter les décideurs et améliorer la prise en compte des fonctionnalités écologiques à différentes échelles spatiales et temporelles dans l’aménagement des territoires et l’application de la séquence ERC. Ce travail est basé sur des logiciels novateurs et accessibles pour tous les acteurs et constitue une contribution intéressante à l’appui des maitres d’ouvrage qui souhaitent s’assurer de l’absence d'effets significatifs ou irréversibles sur la biodiversité, et des autorités environnementales qui veillent à ce que l’ensemble des enjeux environnementaux soient bien pris en compte dans la conception des projets d’aménagement.

Over the past decades, biodiversity erosion has speeded up and become a global environmental concern since. Anthropization has led to. The mitigation hierarchy (avoidance, reduction and offsetting of impacts) is a regulatory tool implemented in a context of habitat destruction and fragmentation, disrupting species’ life cycle. The objective is to achieve “no net loss” of biodiversity following urban development. Although biodiversity conservation regulations have recently better addressed ecosystem functioning, the mitigation hierarchy is still being implemented with little concern for the spatial configuration of ecosystems in the landscape. This thesis hypothesizes that the major difficulties encountered by stakeholders are, in part, methodological and technical. Situating our research at the knowledge-action interface, we propose a methodological framework based on several modeling approaches, to respond to the different scientific and operational challenges. This thesis joins forces with other scientific projects and stakeholders’ networks by exploring complementary axes. To this end, we first integrate spatio-temporal issues of biodiversity into overall mitigation hierarchy application, focusing on potential impacts and dimensioning at “territorial development project” scale through a case study on the new stadium in Lyon (Southern France). Combining species distributions models and spatial graphs improves habitat connectivity and therefore the design of the development projects. Next, we demonstrate the positive impacts on peri-urban habitat connectivity of pooling and anticipating offsets in the suburbs of Lyon. In the last part, we demonstrate the implications of an anticipated and planned approach to the mitigation hierarchy on a planning scale. We consider both ecological connectivity and urban dynamics, in an attempt to minimize the ecological impacts of urban sprawl by avoiding urbanization of areas of highest ecological value and then enhance the application of biodiversity offsetting. This method is tested on projections for the Toulouse conurbation (Southern France) by 2040. Thus, this thesis presents an overall approach that can help to increase habitat connectivity and to improve the design of territorial development projects at different spatial and temporal scales. This methodology is based on freeware available to all practitioners. It will serve planners, designers, and decision-makers needing to ensure that there are no significant or irreversible effects on biodiversity, and environmental authorities making sure that all environmental issues are taken into account in the design of development projects.