Des modèles et approches mathématiques innovants pour de meilleurs espaces verts et de meilleurs écosystèmes dans les villes
Dans les décennies à venir, le réaménagement, la densification, l’augmentation de la population, les évolutions démographiques et le changement climatique impacteront tous la production et la consommation des services d’écosystèmes urbains — les avantages directs et indirects que les hommes obtiennent de l’environnement naturel. Des exemples de tels écosystèmes incluent l’approvisionnement en nourriture, l’habitat faunique et la pollinisation des cultures, améliorant la qualité de l’eau, la formation des sols et la régulation de la température, atténuant l’érosion et les inondations, et encourageant une grande variété de gains culturels, de valeurs esthétiques et de possibilités de loisirs. Une interaction dynamique entre les personnes, l’eau et les systèmes écologiques «La prise de décisions en matière de développement sans considérer ces avantages entraine le risque d’endommager par inadvertance des systèmes et de rendre impossible l’approvisionnement de valeur», déclare le professeur Pierluigi Claps, coordinateur du projet ECO.G.U.S., financé par l’UE. Parmi tous les services d’écosystèmes, le projet était orienté sur les espaces verts urbains (EVU). «Nous considérons les EVU comme des arbres, parcs et jardins de rue, ainsi que les zones humides, murs végétaux et toits construits comme des composants fondamentaux des cycles des eaux urbaines, de l’énergie et des nutriments et des ressources clés pour la construction de systèmes urbains durables, résistants et adaptatifs.» Le travail a débuté avec la réalisation d’une analyse des forces, faiblesses, opportunités et menaces des typologies des EVU. Cela a impliqué les composants du cycle des eaux urbaines, y compris les facteurs biophysiques, structurels et sociaux. Une perspective pluridisciplinaire pour rendre les villes plus durables et plus résistantes L’équipe d’ECO.G.U.S. a mis au point des outils scientifiques afin de quantifier la viabilité et les avantages des EVU en tant que services d’écosystèmes. Ces outils génèreront des lignes directrices et de meilleures pratiques de gestion afin d’améliorer la qualité et la quantité des EVU et les procédures actuelles de gouvernance environnementale. Les EVU sont reconnues comme une source majeure des services d’écosystèmes, dont la quantification nécessite la détermination de quantités associées à l’énergie, à l’eau, au carbone et à la teneur en nutriments du sol. Afin de quantifier les services d’écosystèmes apportés par les EVU, les partenaires du projet ont adapté un modèle dynamique stochastique et écohydrologique au contexte urbain à l’échelle d’un seul arbre. Ce modèle peut être utilisé pour estimer le potentiel des services d’écosystèmes tels que l’effet de refroidissement des arbres, la séquestration de carbone dans le sol ou la gestion des eaux pluviales. Ils ont appliqué cette théorie de système dynamique au problème de la gestion des eaux urbaines dans la gestion des EVU. Le résultat est un modèle mathématique formel et schématique capable de capturer l’interaction complexe entre la présence d’infrastructures vertes, les services écosystémiques qu’ils rendent, et la population qui les apprécie et en bénéficie. ECO.G.U.S. représente l’une des premières applications de l’approche stochastique écohydrologique et de la maîtrise stochastique optimale dans un milieu urbain destiné à faire face aux bouleversements et évènements inattendus résultant du changement climatique. Dernièrement, des chercheurs ont défini de nouvelles lignes directrices pour la gestion des EVU et posé les fondations du premier groupe de recherche dans toute l’UE sur l’écohydrologie urbaine. Le professeur Roberto Revelli, un boursier Marie‑Curie Sklodowska ayant collaboré avec le professeur Claps, ajoute qu’ECO.G.U.S. est «profondément ancré dans les objectifs en matière de politique européenne et dans l’évaluation de l’écosystème pour le Millénaire des Nations unies». Ce dernier évalue les conséquences du changement de l’écosystème sur le bien‑être de l’homme. «Les infrastructures environnementales doivent accroître leur résistance, et leur gestion fait face à de grands défis causés par un monde qui change constamment d’un point de vue sens environnemental, économique et social», conclut‑il. «C’est pourquoi nous avons besoin d’outils capables de comprendre les implications à venir des choix actuels.» Les recherches d’ECO.G.U.S. ont été menées avec le soutien du programme Marie Curie.
Mots‑clés
ECO.G.U.S., urbain, EVU, services d’écosystèmes, villes, écohydrologique, écosystèmes, gestion des eaux
