Tourné vers l'appui aux politiques publiques dans les domaines de l'aménagement, de la cohésion territoriale et de la transition écologique et énergétique, le Cerema est à l'oeuvre sur les questions de réchauffement climatique et d'adaptation des territoires à ses impacts. Tour d'horizon de projets en cours et de productions du Cerema à ce sujet.
La nature et la biodiversité pour s’adapter au changement climatique
En ville, la chaleur est accrue par le phénomène des îlots de chaleur, sur lequel travaillent les équipes du Cerema. Il s’agit d’un phénomène climatique qui correspond à un écart de degrés de température entre le milieu urbain dense et sa périphérie. Il est surtout ressenti la nuit car la ville emmagasine davantage la chaleur que la campagne. Les gaz à effet de serre, davantage présents en milieu urbain, piègent encore la chaleur urbaine. On peut ainsi observer des écarts de 1 à 5°C entre la ville et la campagne.
Les îlots de chaleur urbains : explication vidéo
Rafraîchir les villes grâce à la biodiversité
Dans un contexte où on anticipe que les températures sont amenées à augmenter, la question de la résilience des écosystèmes urbains est un défi majeur. La sécurité globale des territoires nécessite de trouver des solutions d’adaptation. Parmi ces solutions, la place de la nature en ville est primordiale et celle-ci doit être intégrée dès la conception des projets d’aménagement, et plus seulement en fin de projet.
Le projet de recherche européen Nature 4 Cities, auquel participe le Cerema, vise à recenser et à diffuser un panel de solutions fondées sur la nature pour un aménagement urbain durable, via une plateforme web.
Le projet CoolParks (Cooling optimisation by parks and urban morphology – Optimiser le rafraichissement par les parcs et la morphologie urbaine), sera lancé prochainement dans le cadre de l’appel à projets de recherche MODEVAL-URBA 2019 de l’Ademe. Le Cerema sera l’un des partenaires de ce projet, dont les objectifs sont :
- D’identifier les déterminants de la création de fraîcheur des parcs publics urbains et de sa diffusion dans les zones urbaines environnantes,
- De développer un outil d’aide à la décision destiné aux services des collectivités locales afin de concevoir les parcs et leur environnement bâti de manière à optimiser le rafraîchissement urbain, améliorer le confort thermique et réduire les besoins de froid dans les bâtiments.
La nature apparaît donc comme un levier essentiel de la résilience des villes face au changement climatique. L’ingénierie écologique permet de gérer, préserver et développer les écosystèmes. Aujourd’hui, les territoires ont besoin de références scientifiques et techniques, au croisement de plusieurs disciplines (écologie, urbanisme, gestion de l’espace public…), et de réponses adaptées au contexte local grâce à l’implication des acteurs du territoire.
Le Cerema s’attache à développer, capitaliser et diffuser les connaissances en matière de solutions fondées sur la nature pour l’aménagement des territoires et plus particulièrement des écosystèmes urbains. A travers l’animation du concours Capitale française de la Biodiversité, qui récompense les actions des territoires en faveur de la nature et de la biodiversité, de nombreuses démarches sont capitalisées tous les ans.
Etudier les îlots de chaleur dans les territoires
Avec la Métropole de Clermont-Ferrand par exemple, le Cerema travaille sur l’identification et la caractérisation des îlots de chaleur urbains. La Métropole, confrontée à un phénomène de surchauffe urbaine, déploie une stratégie d’adaptation au changement climatique. La lutte contre les ICU (îlots de chaleur urbains) fait partie de son plan d'action de transition énergétique et écologique.
La Métropole a sollicité le Cerema en amont d'un projet d'aménagement à venir sur une place importante de la ville. Une instrumentation installée en sept points de la place et de ses alentours permet d’avoir des valeurs (température, humidité, pollution…) avant et après les aménagements sue la place mais aussi en périphérie dans une logique de parcours urbain pratiqué par les usagers.
En 2018 le phénomène d’îlot de chaleur a été objectivé et confirmé autour de cette place, avec 3°C de plus la nuit qu’en périphérie de la ville. Les travaux se poursuivent en 2019, en partenariat avec l'agence d'urbanisme de Clermont Métropole, avec un diagnostic détaillé comprenant : la suite des mesures fixes complétées par des mesures mobiles et aussi une phase d'observation et d'enquête auprès des usagers (riverains, passants) de l'espace public. Il s'agit de combiner une approche métrologique avec l'identification du ressenti des personnes notamment les plus vulnérables à la chaleur (enfants, personnes âgées, personnes très exposées...).
A partir de ces différentes observations permettant le diagnostic du phénomène, des recommandations seront proposées afin d'aider à la construction du projet d'aménagement en agissant sur les différents paramètres (revêtements, mobilier urbain, absence de végétalisation et d’eau…). Un outil d’aide à la décision pour les collectivités sera également mis au point via ce partenariat.
Pour la Métropole du Grand Nancy, le Cerema étudie la vulnérabilité aux îlots de chaleur urbains, avec une approche par les indicateurs socio-démographiques, du cadre bâti et des consommations énergétiques, pour alimenter les documents de planification de la Métropole.
Contribuer au développement de l'agriculture urbaine
L’agriculture urbaine est un autre axe de développement de la nature en ville. Intégrée dans la stratégie territoriale et dans les projets d’aménagement, l’agriculture urbaine améliore la qualité de vie d’un quartier et contribue à lutter contre le phénomène d’îlot de chaleur. En effet, l’agriculture urbaine remplit plusieurs fonctions : alimentaire, sociale, environnementale, et enfin économique.
Un groupe de travail sur l’agriculture urbaine dans les EcoQUartiers a été mis en place en 2017, pour produire des outils et accompagner les collectivités et les aménageurs dans les projets d’agriculture urbaine.
Cinq familles d’agriculture urbaine ont été identifiées, qui varient selon les acteurs impliqués et le modèle économique :
- Les espaces productifs interstitiels
- Les jardins collectifs,
- Les micro-fermes urbaines,
- Les fermes urbaines spécialisées,
- Les fermes périurbaines maraîchères.
Un guide intitulé "l’Agriculture urbaine dans les EcoQuartiers" a été publié cette année, pour donner des repères au maîtres d’ouvrage qui mènent des projets d’aménagement intégrant l’agriculture urbaine.
Les grandes familles d'agriculture urbaine en vidéo
Avec la ville de Metz et Metz Métropole et l’appui de leurs services techniques, le Cerema développe un outil pour aider les collectivités à sélectionner les espèces d’arbres et d’arbustes à planter en ville, en fonction de leurs caractéristiques et des services écosystémiques que l’on attend.
C’est le projet SESAME (Services EcoSystémiques rendus par les Arbres, Modulés selon l’Essence), qui vise à rendre la ville plus résiliente face au changement climatique.
Un Centre de Ressources sur l’Adaptation au Changement Climatique
Le Centre de Ressources pour l’Adaptation des territoires au Changement Climatique sera lancé avant la fin de cette année. Il mettra à disposition des ressources de référence pour comprendre et, surtout, pour agir : guides, outils...
Il s'appuiera sur l'échange d'expériences et d'actions conduites dans les territoires par les collectivités et les acteurs concernés. Destiné en priorité aux collectivités et à tous ceux qui sont concernés par le changement climatique, monde agricole, monde économique, acteurs de l’aménagement, acteurs des transports, entreprises, finance, ..., il permettra de mettre en œuvre les solutions d’adaptation dans les territoires.
Fin 2018, la France a lancé son Plan National d’Adaptation au Changement Climatique (PNACC) pour la période 2018-2022 (le Centre de Ressources pour l’Adaptation au Changement Climatique est l’une des actions importantes du PNACC confiée au Cerema). Dans les territoires, les Régions intègrent l'adaptation au changement climatique dans leurs Schéma régional d'aménagement, de développement durable et d'égalité des territoires - SRADDET, et toutes les collectivités de plus de 20 000 habitants sont également compétentes pour se doter de Plans climat-air-énergie territoriaux -PCAET qui traitent de l'adaptation.
Porté et construit par le Cerema, en partenariat avec l'ONERC (Observatoire national des effets du réchauffement climatique), l'ADEME, Meteo-France et autres organismes ou opérateurs de l'Etat et en lien avec les collectivités, il permettra le partage d’expériences et de bonnes pratiques, recensera les acteurs, et fournira de la documentation sur plusieurs thématiques liées au changement climatique : aménagement des villes, les solutions fondées sur la nature, les infrastructures de transport et la mobilité, les bâtiments, l'eau, les sols, la biodiversité, les risques naturels et la résilience, la santé, l'agriculture, la forêt, l'urbanisme, la pêche et l'aquaculture, le tourisme, le secteur financier.
Les Observatoires Régionaux des Effets du Changement Climatique
La France s’est dotée en 2001 d’un Observatoire National sr les effets du Changement Climatique (ONERC). Celui-ci poursuit deux objectifs principaux: collecter et diffuser les informations sur les risques liés au réchauffement climatique et faire des recommandations pour des mesures d’adaptation afin de limiter les impacts du changement climatique.
Des observatoires régionaux ont aussi été mis en place. Celui d’Auvergne Rhône-Alpes (l’ORECC, Observatoire Régional des effets du changement climatique) est le fruit d’une collaboration entre la Région, la DREAL, l’Ademe et le Cerema afin de fournir une information fiable et localisée sur les effets du changement climatique.
Des indicateurs de suivi des effets du changement climatique ont été définis via une démarche de concertation avec les utilisateurs de l’observatoire, notamment les acteurs économiques.
Ces indicateurs visent les ressources et les activités humaines portent par exemple sur les impacts sur la ressource en eau, sur les activités agricoles ou sylvicoles, ou encore sur le tourisme de neige.
L'Observatoire Pyrénéen du changement climatique (OPCC) a été également ouvert, avec la particularité d'être transfrontalier (France - Espagne).
Assurer le confort d'été dans les bâtiments
En matière de bâtiments, un des axes de travail du Cerema est le confort, aussi bien en été qu’en hiver. La réglementation environnementale qui est en préparation réformera en profondeur la réglementation thermique en imposant à tous les bâtiments neuf une limite absolue dans l'inconfort thermique d'été et en intégrant des besoins de froid virtuels dans les besoins thermiques lorsqu'un bâtiment non climatisé n'atteint pas un niveau minimal de confort thermique.
L'évaluation du confort thermique d'été dans les bâtiments est délicat à objectiver car les mesures de températures et d’hygrométrie sont à mettre en relation avec les conditions climatiques d'été, et la perception de ces ambiances issue des entretiens avec les habitants sont à mettre en relation avec les modes d'utilisation et de gestion thermique.
Pour obtenir un haut niveau de confort d’été, il faut à la fois une bonne isolation du bâtiment et une maîtrise du rayonnement solaire et des apports internes : baisser les stores, fermer les volets, gérer les appareils qui émettent de la chaleur. Mais cela ne suffit pas si l’accumulation de chaleur pendant la journée n'est pas évacuée la nuit par une bonne ventilation. Des systèmes doux de rafraîchissement peuvent compléter ces éléments fondamentaux du confort en climat tempéré : puits thermique faisant circuler l’air sous le sol qui est plus frais, brasseurs d'air, brumisateurs pour les espaces ouverts, etc ...
Les travaux du Cerema en matière de confort d’été des bâtiments sont menés dans la perspective de l'adaptation au réchauffement climatique.
Adapter la mobilité d’un territoire au changement climatique
Quels sont les impacts du changement climatique sur la mobilité ? Comment anticiper ces impacts et quels sont les leviers d’action à mobiliser dans les territoires ?
Un guide du Cerema publié fin 2018 propose une démarche pour adapter la mobilité d’un territoire aux conséquences du changement climatique.
Pour cela, il est important d'entamer une réflexion sur le devenir du territoire, son évolution (en termes de population, de tissu économique, d'occupation des sols…) et intégrer les prévisions climatiques locales à long terme.
La méthode proposée par le Cerema, explicitée dans ce guide, combine des actions d’atténuation de la vulnérabilité du territoire au changement climatique, et d’adaptation en anticipant les transformations qu’il faudra apporter au territoire.
Neuf effets du changement climatique sur les territoires ont été identifiés (par exemple la détérioration des infrastructures, l’impact sur la navigation fluviale, la modification des flux touristiques…) ainsi que 7 leviers opérationnels pour adapter le territoire.
Infrastructures de transport et changement climatique
Un Observatoire des routes sinistrées par la sécheresse
Les routes peuvent être impactées par le réchauffement climatique: le phénomène du retrait-gonflement des argiles (RGA), appelé également la sécheresse géotechnique, provoque, par sollicitations hydriques, d’importants déplacements volumiques des sols affectant ainsi les fondations des ouvrages et les infrastructures en surface (maisons individuelles, bâtiments et infrastructures routières).
L’impulsion du changement climatique ne cessera d’accroître le phénomène du RGA et portera à la hausse le coût des pertes annuelles engendrées et subies par les gestionnaires des ouvrages sinistrés.
Dans le domaine des infrastructures routières, les désordres liés au RGA sont fréquemment caractérisés par des fissures longitudinales avec des affaissements marqués au niveau des rives de la chaussée. Pour cela, un "observatoire des routes sinistrées par la sécheresse" (ORSS) a été lancé depuis 2017 par le Cerema, en partenariat avec 5 conseils départementaux de la région Centre-Val de Loire : le Cher (18), l'Indre (36), l'Indre-et-Loire (37), le Loir-et-Cher (41) et le Loiret (45).
Depuis 2009, le laboratoire de Blois du Cerema s’est fortement investi dans la recherche de techniques innovantes à travers des projets d’envergure et multi-échelles, nationale et internationale, pour pallier à cette problématique majeure.
L’objectif est d’expérimenter plusieurs techniques de confortement sur différentes sections de routes départementales durant 5 ans afin de définir les solutions techniques les plus avantageuses sur le plan technico-économique pour les gestionnaires. La valorisation finale de ces travaux prendra la forme d'un guide national méthodologique sur le confortement des routes sinistrées par le phénomène du RGA.
Ce même phénomène de retrait gonflement des sols argileux impacte également les bâtiments et leurs fondations. Un nouveau mode de réparation est en cours d'expérimentation.
Adapter les infrastructures et réseaux de transports au changement climatique
Deux guides gratuits destinés aux élus et aux acteurs des territoires impliqués dans la gestion des infrastructures et des réseaux de transport ont été publiés tout récemment par le Cerema. En 8 pages, ces P’Tits Essentiels s’adressent à ceux qui doivent prendre les décisions, et donc:
- Anticiper des risques tels que la dégradation d'une infrastructure ou la coupure d’un réseau dus à des aléas météorologiques,
- Prévoir les actions à mener pour améliorer la résilience à moyen et long terme (réparations, déviations…) et limiter les dépenses.
Ces deux guides rappellent que le contexte de changement climatique doit être pris en compte dans l’analyse de risque et dans la stratégie de gestion des réseaux. Ils déclinent une démarche en plusieurs étapes, depuis le diagnostic qui permet de déterminer les vulnérabilités, jusqu’à la définition de la stratégie d'adaptation des infrastructures et des réseaux : renforcement de certaines infrastructures, évolution des pratiques de conception ou de maintenance...
Ces guides, "Infrastructures routières, s’adapter au changement climatique, une nécessité" et "Changement climatique - Les réseaux de transport aussi sont vulnérables !" peuvent être téléchargés sur la boutique en ligne du Cerema. Plusieurs gestionnaires se sont déjà lancés dans ces démarches !
Retrouvez dans la rubrique Transition énergétique et climatique / adaptation au changement climatique sur le site web du Cerema.
Le Cerema accompagne aussi des gestionnaires d’infrastructures pour l’adaptation de leur réseau au changement climatique. Par exemple, le Grand Port Maritime de Bordeaux a utilisé la méthodologie d’analyse des risques proposée par le Cerema pour définir ensuite une stratégie de gestion et d’adaptation de son réseau d’infrastructures.
Prendre en compte le changement climatique dans la planification
La prise en compte du changement climatique dans les territoires est nécessaire, et elle passe par l’intégration de cette problématique dans les documents de planification.
Par exemple, le SCoT (Schéma de cohérence territoriale) ou le PLU(i) (Plan Local d’Urbanisme Intercommunal) permettent d’intégrer le phénomène des îlots de chaleur. En fournissant des leviers d’actions sur l’aménagement, la préservation des ressources, la mobilité, le bâtiment et l’énergie, le PLU(i) permet d’introduire des éléments réglementaires afin d’agir en faveur des "îlots de fraîcheur" (coefficients d’espaces verts, présence d’eau via la trame verte et bleue, aménagements en faveur des modes doux). Ces évolutions permettent aussi de créer un espace de dialogue et d’introduire ces sujets dans les projets de la collectivité.
A une échelle plus fine du territoire, les documents de planification "sectorielle" comme le PCAET peuvent mobiliser des actions en faveur des mêmes leviers.
Le Cerema a conçu une série de fiches destinées aux élus et techniciens des collectivités, pour prendre en compte différents enjeux (énergie, qualité de l’air…) dans la réalisation des documents de planification.
Le Cerema accompagne également certains territoires, à travers des partenariats, comme le Département de Saône-et-Loire avec lequel une méthode et un outil de diagnostic territorialisé ont été élaborés, pour prendre en compte des enjeux de transition énergétique et de lutte contre le changement climatique dans les documents d’urbanisme.
Des outils pour intégrer les enjeux climat-air-énergie dans les démarches d'urbanisme
Le Cerema a développé des applications qui permettent aux collectivités d’intégrer les enjeux air-énergie-climat dans la planification, pour mener des démarches opérationnelles. Ces outils permettent aux acteurs des territoires de déterminer les enjeux et d’évaluer l’impact de scénarios d’aménagement.
Diaclimap (DIAgnostic CLImatique des quartiers urbains pour une Méthodologie d'Assistance à la Planification) est aujourd'hui en fin de développement. Cet outil d'aide à la décision permettra d’identifier et de caractériser les îlots de chaleur urbains à l’échelle du quartier et de faciliter l’intégration du diagnostic climatique dans les démarches de planification urbaine.
Clim’Urba permet d’intégrer les enjeux climat-air-énergie dans les SCoT et les PLU(i). L’outil définit ces enjeux, apporte un appui à l’élaboration des leviers d’action pour assurer leur cohérence et leur traduction dans le document d’urbanisme, et permet l’évaluation de ces leviers par l’analyse du décalage entre les ambitions initiales et le document final. Il propose une approche multi-cibles (tout public, évaluateur, décideur) qui permet une adaptation souple aux besoins de l’utilisateur avec différents niveaux de détail. Enfin, des fiches de synthèse facilitent la communication sur la démarche et ses résultats, ainsi que l’évaluation du document d’urbanisme.
Clim’urba est un outil collaboratif, qui ouvre le dialogue et la réflexion entre élus, techniciens et experts. Le Cerema propose un accompagnement à la carte des collectivités dans ces démarches.
GES Urba : Cette application en ligne a été développée par le Cerema pour évaluer l’impact de scénarios d’aménagement sur la consommation d’énergie et les émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) d'un territoire, cela à différentes échelles (SCoT, PLU(i) et PLU). Elle s'utilise pour éclairer l'élaboration du Projet d'Aménagement et de Développement Durable (PADD) et de manière itérative pour tester différents leviers d'action dans les domaines du bâti (neuf et réhabilitation), de la mobilité des personnes et des marchandises, du développement des énergies renouvelables et des réseaux de chaleur ainsi que de l'occupation des sols.
A partir d’un diagnostic des émissions de GES d’un territoire, l’application propose d'évaluer l'impact de différents leviers d'action sur la consommation d'énergie et les émissions de GES d'un territoire différents leviers d’action (usage et construction du bâti neuf, réhabilitation, mobilité des personnes et des marchandises, changement d’occupation des sols, développement des énergies renouvelables…) et permet de comparer et d’évaluer différents scénarios par le calcul de l’énergie consommée et des émissions de GES qui ont pu être évitées.
Cette application développée avec le soutien de l'Ademe et de la direction générale de l'aménagement, du logement et de la nature (DGALN) pourra être testée dès l’automne. N'hésitez pas à nous contacter pour participer.
Contact pour les tests GES Urba
Un sommet virtuel du climat en novembre
Du 18 au 28 novembre 2019, une trentaine de webconférences sur 8 jours, dédiées aux solutions pour répondre aux enjeux du changement climatique, seront organisées : le Sommet Virtuel du Climat s’adresse aux collectivités, aux entreprises et aux acteurs de la finance, pour identifier les leviers permettant d’agir rapidement.
A travers les témoignages et partages d'expériences d'acteurs et d'experts, il vise à partager les bonnes pratiques et à réfléchir à de nouvelles solutions opérationnelles.
Le Cerema est partenaire de cet événement, organisé par l'Association des Professionnels en Conseil Climat, Energie et Environnement (APCC). Gratuit et ouvert à tous, il est le premier du genre et permettra de mettre en avant des solutions, notamment en termes de financement et de mise en oeuvre des actions.