Vers un développement durable des agroécosystèmes péri-urbains

Il s'agit du projet phare 4 de la 1ère phase du LabEx BASC (2013-2016). 

Porteurs et leurs laboratoires : Christine AUBRY (SADAPT), Bertrand Ney et Erwan PERSONNE (ECOSYS). Animatrice : Caroline PETIT (SADAPT)

Avec une population vivant de plus en plus en milieu urbain, l’expansion urbaine devient une préoccupation majeure à l’échelle mondiale. Urbanisation des populations et étalement urbain sont deux phénomènes qui poursuivent leur développement à deux vitesses: alors que la population urbaine devrait doubler d’ici 2030, les surfaces consacrées aux aires urbaines devraient tripler dans le même temps. Le projet phare 4 s’inscrit dans les enjeux liés aux espaces périurbains, considérés comme des interfaces entre les occupations de l’espace urbain et rural, entrainant des modifications de rapports au sein de la population (i.e. nouveaux rapports habitants-agriculteurs) et des changements dans les fonctionnalités des agro-écosystèmes.

Au-delà d’une aire polarisée par les centres urbains aux conditions socio-économiques particulières, le périurbain a été envisagé selon trois caractéristiques principales : (i) une mosaïque d’activités juxtaposées, (ii) un espace où coexistent des acteurs aux intérêts, pratiques et perceptions différents et (iii) un espace marqué par la fragmentation et la superposition institutionnelle. Il s’agit d’espaces dynamiques qui subissent des pressions, sont dans des processus de changement, présentent des problèmes particuliers mais aussi des opportunités. Ils sont marqués par des enjeux environnementaux spécifiques liés à la consommation des surfaces agricoles, à l’artificialisation des espaces semi-naturels, à la pollution atmosphérique ou encore à la contamination des compartiments eau-sol-air par les activités anthropiques. Le projet phare 4 avait pour ambition de fédérer des recherches interdisciplinaires sur les systèmes périurbains, en particulier sur les fonctions et services de leurs agro-écosystèmes, en mobilisant et en imbriquant différentes notions et méthodes. Le projet s’est appuyé sur l’exemple d’un territoire périurbain francilien, le plateau de Saclay, faisant l’objet d’une Opération d’Intérêt National et où une réflexion globale sur les espaces ouverts agricoles et naturels est engagée.

Trois profils ont été définis afin de faire avancer ces travaux (lien vers les fiches de poste):

• Post-doc « Animation du projet 4 ; modélisation de configuration territoriale d’agroécosystèmes en territoires péri-urbains » - Caroline Petit – 36 mois
• Post-doc « Perception et reconnaissance des espaces ouverts: une approche géographique » - Cécile Falies – 12 mois
• Ingénieur recherche « Écologie territoriale : Préparation, organisation, finalisation et valorisation d'un atelier d'écologie territoriale sur le plateau de Saclay » - Yoann Verger - 15 mois

Résultats     

Figure 1 : Méthodes et concepts mobilisés dans le projet

Pour traiter des fonctions et services des écosystèmes périurbains dans cette perspective, il s’avère judicieux de mobiliser différents méthodes et concepts (Figure 1). Les activités menées dans le projet phare ont permis de produire trois groupes de résultats, l’un portant sur l’évolution de l’agriculture périurbaine, le second sur la dynamique des espaces ouverts, le dernier sur le métabolisme des territoires périurbains.

L’élaboration d’un cadre théorique intégrant les notions de services écosystémiques et de multifonctionnalité agricole a permis de formaliser l’analyse de certains services agricoles tournés vers l’urbain (approvisionnement alimentaire local, recyclage des déchets urbains).

Le travail sur les espaces ouverts a débouché d’une part sur un premier essai de modélisation du fonctionnement hydrologique de surface du plateau de Saclay et d’autre part sur une analyse renouvelée des enjeux de ce territoire, mobilisant notamment la méthode des cartes mentales et mettant à jour trois enjeux centraux : (i) l’eau, (ii) les transports et (iii) la dimension sociale du logement.

Conjointement avec la FIRE et l’association Terre et Cité, l’organisation des Ateliers de Saclay, dédiés à l’écologie territoriale du plateau de Saclay, a permis de caractériser le métabolisme du territoire en suivant les flux de marchandises, d’azote, de carbone, de phosphore et d’eau. L’identification de potentiels de relocalisation et de bouclage de ces flux ainsi que l’élaboration de fictions territoriales présentant des visions contrastées du plateau à l’horizon 2050 s’inscrivent dans une démarche de prospective territoriale.

====> La chercheuse vous présente la synthèse du projet (ateliers d'écologie territoriale...) en VIDEO 

(journées scientifiques BASC, déc. 2020)

Concrètement, le projet phare 4 a (i) porté et co-organisé les ateliers d’écologie territoriale du plateau de Saclay, (ii) produit à ce jour quatre articles originaux interdisciplinaires, (iii) établi des liens scientifiques entre cinq laboratoires peu connectés auparavant et a permis le dépôt de cinq projets à des appels d’offre nationaux. Le projet a bénéficié de nombreuses collaborations, au sein du LabEx et également avec des partenaires académiques extérieurs à BASC. Enfin, dans un contexte de réflexion sur le développement des villes durables, les connaissances produites visent à éclairer la décision publique en termes d’aménagement de l’espace et de synergies possibles pour intégrer les systèmes agricoles et écologiques au sein des systèmes urbains.

Publications 

Revues internationales

> Caroline Petit, Florent Levavasseur et Yoann Verger (2018), Reconnecter villes et campagnes : vers des symbioses agricoles et agri-urbaines ? Une exploration sur le plateau de Saclay, Vertigo, https://doi.org/10.4000/vertigo.21809. Résumé: "Depuis les années 1970 commencent à émerger de nouvelles conceptions pour re-créer des synergies entre ville et agriculture, la dernière en date promouvant le développement d'une économie circulaire. Cet article porte sur les flux transitant au sein des systèmes agri-alimentaires, en considérant les biens alimentaires, les flux amont de la production agricole liés à l’agro-fourniture, mais aussi les flux avals correspondant à la gestion des déchets. Une démarche couplée en écologie territoriale et en agronomie des territoires a été mise en oeuvre dans un territoire agri-urbain de la région Île-de-France, le plateau de Saclay, pour étudier les symbioses agricoles et agri-urbaines, expliciter les logiques qui sous-tendent les flux de matière et explorer les marges de manoeuvre qui permettraient d’internaliser davantage le métabolisme agri-alimentaire. Les résultats montrent que les flux internes et les boucles de recyclage relèvent majoritairement d’exploitations agricoles de type diversifié : polyculture-élevage, agri-composteur, agriculture biologique, et que le système dans son ensemble reste marqué par un fonctionnement linéaire et externalisé. Différentes voies sont envisagées pour mettre en place davantage de symbioses agricoles et agri-urbaines, nécessitant toutes à différents niveaux des changements technologiques, organisationnels et culturels. L’évaluation de la durabilité de ces flux locaux doit nécessairement intégrer des aspects quantitatifs, dont nous proposons ici une approche méthodologique, mais aussi qualitatifs pour considérer la nature des matières en circulation et l’éventuelle contamination des boucles de recyclage."

(Une figure de l'article susmentionné)

> Verger Y., Petit C., Barles S., Billen G., Garnier J., Houot S., Esculier F., Maugis P. (2018). A N, P, C, and water flows metabolism study in a peri-urban territory in France: The case-study of the Saclay plateau. Resources, Conservation and Recycling, 137: 200-213. doi:10.1016/j.resconrec.2018.06.007

> Tedesco, C., Petit, C., Billen, G., Garnier, J., & Personne, E. (2017). Potential for recouping production and consumption in peri-urban territories: The case-study of the Saclay plateau near Paris, France. Food Policy, 69, 35-45. doi:10.1016/j.foodpol.2017.03.006 ===>

> Stella, P., Bedos, C., Genermont, S., Loubet, B., Personne, E., Petit, C., & Saint-Jean, S. (2016). Les espaces périurbains: entre pollution des villes et pollution des champs aux échelles régionale et locale. Pollution atmosphérique, n° 229-230. doit: 10.4267/pollution-atmospherique.5613

> Huang, J., Tichit, M., Poulot, M., Darly, S., Li, S., Petit, C., & Aubry, C. (2015). Comparative review of multifunctionality and ecosystem services in sustainable agriculture. Journal of environmental management, 149, 138-147. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.10.020

Communications lors d'évènements scientifiques

> Faliès, C., Petit, C. Communication pour le séminaire Ville et agriculture, Innovations architecturales, urbaines et territoriales, 20 juin 2017, Montpellier.

> Petit, C., Levavasseur, F. Verger, Y. Synergies ville-campagne et symbioses agricoles dans les territoires agri-urbains, cas du plateau de Saclay. Colloque Agricultures urbaines durables : vecteur pour la transition écologique, 6-9 juin 2017, Toulouse. Résumé: " Les territoires agri-urbains présentent une diversité de systèmes de production, plus ou moins connectés entre eux et diversement insérés dans les réseaux locaux. En réponse à des enjeux majeurs comme la sécurité alimentaire, le bouclage des cycles biogéochimiques et le changement climatique, émergent des incitations institutionnelles à l’économie circulaire, autrement dit à une gestion plus autonome et internalisée des ressources. Se pose alors la question de la façon dont s’inventent des synergies entre villes et agriculture après plus d’un siècle de déconnexion croissante (Oosterveer et Sonnenfeld, 2012). L’agri-urbain s’impose comme notion fédératrice de dynamiques urbaines et agricoles (Galli et al., 2010, Poulot, 2014). Le sujet reste néanmoins peu abordé du point de vue de la matérialité de cette relation ville-agriculture, autrement dit du point de vue des flux de matières et d’énergie qui caractérisent le métabolisme territorial (Barles, 2014). La quantification de ces flux reste en effet un enjeu scientifique, qu’il s’agisse de flux alimentaires ou de valorisation de matières fertilisantes d’origine résiduaire (MAFOR: effluents d’élevage, boues de STEP, compost de déchets verts, de déchets ménagers, de biodéchets, digestats de méthanisation, biochars, etc.). Si la disponibilité des MAFOR est potentiellement importante dans les aires urbaines, les agriculteurs ne sont pas toujours enclins à les utiliser. Au-delà de la question de l’acceptabilité sociale, il s’agit aussi de comprendre les déterminants de l’usage de ces matières et ainsi pourquoi certains flux se mettent en place dans les territoires et pas d’autres. Par ailleurs, des synergies existent entre différents types d’agriculture et prennent la forme de symbioses agricoles mais restent encore peu visibles et quantifiées alors qu’elles contribuent à ré-internaliser le métabolisme territorial. Une démarche en écologie territoriale a été initiée en 2015 sur le plateau de Saclay, territoire agri-urbain francilien soumis à une forte pression d’aménagement. La démarche a été principalement axée sur la compréhension de l’agro-écosystème de ce territoire. Une analyse des flux d’azote transitant au sein du système agri-alimentaire a permis d’évaluer le degré de connexion entre production et consommation locale (Tedesco et al., accepted). Les résultats montrent que le système agri-alimentaire sur le plateau de Saclay est largement ouvert, externalisé et linéarisé, avec cependant des boucles internes de flux de matières (correspondant à des initiatives de relocalisation alimentaire et de recyclage de matières organiques). Une typologie d’exploitations agricoles a été élaborée pour évaluer l’efficience des différents types au regard des flux d’azote qu’ils mettent en jeu. Nous approfondissons ici la compréhension des flux de matières entre types d’exploitations (ressources alimentaires et déchets) pour (i) expliciter les logiques des agriculteurs qui sous- tendent ces flux, (ii) identifier les matières disponibles sur le territoire et (iii) dresser des perspectives pour envisager des marges de manoeuvre qui permettraient de ré-internaliser davantage le métabolisme. Trois types d’exploitations ont été définis. Le type A correspond à des exploitations céréalières conventionnelles, orientées vers des filières de commercialisation longues. Leurs productions exportées représentent un important flux d’azote sortant du territoire. Le maintien de la fertilité sur ces exploitations est assuré par un recours aux engrais minéraux importés, représentant un important flux d’azote entrant sur le territoire. Les flux d’azote sont donc majoritairement linéaires. Une faible connexion au territoire s’opère tout de même pour quelques exploitations qui s’approvisionnent en composts et/ou fumiers en provenance des exploitations du type B. Le type B correspond à des exploitations plus ou moins engagées dans une diversification, que ce soit sur le type de production ou la filière de valorisation. On y retrouve par exemple une exploitation de polyculture-élevage dont la majorité de la production laitière est commercialisée localement, ainsi qu’une exploitation biologique qui produit du blé bio transformé localement en pain, mais aussi de la luzerne trouvant un débouché pour l’alimentation des bêtes de l’exploitation de polyculture élevage. Dans ce type B se retrouve également un agri-composteur qui produit du compost à partir des déchets verts des collectivités voisines, compost valorisé sur les exploitations de type B ou A. Ces diversifications permettent ainsi un début de bouclage du cycle de l’azote sur le territoire. Néanmoins, le mode de production dominant dans ces exploitations reste similaire au type A, avec des flux d’azote associés principalement linéaires. Enfin, le type C correspond à des petites exploitations spécialisées : maraîchage biologique, élevage de volaille, ou centres équestres. Elles participent au bouclage des cycles de l’azote via leurs productions orientées vers des filières alimentaires ou de loisirs locales, mais également via l’utilisation d’effluents d’élevage locaux (fumier bovin de type B, fumiers équins utilisés en maraîchage). Cependant, du fait de leur petite taille, l’impact de ces exploitations sur les flux globaux du territoire est faible. Parallèlement aux flux associés aux exploitations agricoles, des flux importants d’azote sont associés aux ménages. Ces flux sont majoritairement linéaires, du fait de l’approvisionnement alimentaire principalement externe au territoire, mais également de l’absence de recyclage local des déchets produits par ces ménages (eaux usées, biodéchets). La quantification des flux d’azote du territoire a permis d’identifier la déconnexion entre agriculture et ville sur le territoire du plateau de Saclay. Afin de renforcer les synergies ville-campagne et les symbioses agricoles existantes, la poursuite de la diversification des exploitations pour subvenir aux besoins des ménages et des élevages du territoire paraît nécessaire. La mise en place de filières de recyclage locale pour subvenir aux besoins en azote des exploitations l’est également. Une quantification des flux associés à de tels scénarios reste à réaliser afin de mieux évaluer leur durabilité."

> Journées scientifiques 2017 du LabEx, résultats du projet phare 4, "Perception et reconnaissance des espaces ouverts: une approche géographique" par Cécile FALIES (SADAPT) et "Les Ateliers d'écologie territoriale du Plateau de Saclay".

> Faliès, C. (2017). Deux trajectoires de projet : la Silicon Valley et le Plateau de Saclay. ENS Cachan, 27 Mars 2017.

> Faliès, C. (2016). Les pieds au sud, la tête au nord : théorie et pratique d’une géographie indifférenciée. Participation au séminaire « Les Grands débats de la géographie », ENS, 1er décembre 2016.

> Petit, C., De Noblet, N., Aubry, C., Personne, E. (2015). Construction et évaluation multidisciplinaire de scénarios d’optimisation du métabolisme territorial. Présentation lors de la réunion conjointe INRA/AgroParisTech sur l’Université Paris-Saclay, IHES, 17 septembre 2015.

Vulgarisation

> Présentation à l’ouverture du cycle de concertation du programme d’action de la Zone de Protection Naturelle Agricole et Forestière (ZPNAF) du plateau de Saclay le 30 novembre 2016 à l’EPA-Saclay.

> Présentation à la journée Portes Ouvertes du centre de recherche Inra de Jouy-en-Josas le 08/10/2016. 

> Présentation aux Ateliers d'été de l'agriculture urbaine et de la biodiversité organisés par NatureParif et la région Ile de France du 28 au 30/06/2016. 

> Présentation et accompagnement des participants au Climathon organisé par l'Université Paris- Saclay, la Communauté Paris-Saclay, l'Établissement Public d’Aménagement Paris-Saclay et la Climate-Kic du 28 au 29/10/2016. http://www.ladiagonale-paris-saclay.fr/nos-actions/climathon/

+ Ci-dessous: Synthèse et vidéo des Ateliers d'écologie territoriale !