Reponse a l'apr gicc 2005



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APPEL A PROPOSITIONS GICC 2008

Adaptation au changement climatique en Rhône-Alpes :

partenariat opérationnel entre équipes de recherche

et collectivités territoriales

3/11/2008



REPONSE A L'APR GICC 2005

A) RÉCAPITULATIF DU PROJET
Titre du projet : Adaptation au changement climatique en Rhône-Alpes : partenariat opérationnel entre équipes de recherche et collectivités territoriales
Mots-clés (5 à 10) : régionalisation, analyse systémique, ville, murs et toitures végétalisés, montagne, ressource en eau, tourisme, agriculture
Thème(s) de l'APR concerné(s): stratégies d’adaptation, coopération chercheurs et décideurs, régionalisation, montagne, ville, scénarisation socio-économique, agriculture, tourisme
Responsable/Coordinateur scientifique :

Claire MORAND, Chargée de mission

Rhônalpénergie–Environnement (RAEE), 10 rue des Archers, 69002 Lyon

Tél. : 04 78 37 29 14, Fax : 04 78 37 64 91, mél : claire.morand@raee.org


Organismes / Laboratoires impliqués dans le projet :

  • Equipe de l’expérimentation de Lyon :

Nom Prénom

Laboratoires / Organismes

Statuts

Fonctions dans le projet

BLAKE Gérard

Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE )

Professeur des Universités (Université de Savoie)

Biologie Appliquée, Etude peuplements végétaux

MENEZO Christophe

Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE )

Professeur des Universités (Université de Savoie)

Thermique, Modélisation

MERLIN Gérard

Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE )

Professeur des Universités (Université de Savoie)

Biotechnologies de l’environnement, Hydraulique et modélisation

CHOCAT Bernard

Laboratoire de génie Civil et d’Ingénierie Environnementale (LGCIE), INSA

Professeur,

Directeur du Laboratoire



Hydrologie urbaine

BERTRAND-KRAJEWSKI Jean-Luc

Laboratoire de génie Civil et d’Ingénierie Environnementale (LGCIE), INSA

Professeur

Hydrologie urbaine

SOULIER Tatiana

Direction des Espaces Verts,

Ville de Lyon




Ingénieur environnement-sécurité

cf. B) Descriptif du projet 2.2.1.4

ACHARD Marie-Pierre

Canevaflor


Chargée de développement

cf. B) Descriptif du projet 2.2.1.4




  • Equipe de l’expérimentation de la Drôme :

Nom Prénom

Laboratoires/ Organismes

Statuts

Fonctions dans le projet

BIGOT Sylvain

Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie et Environnement (LTHE)

Professeur des Universités (UJF)

Climatologie / traitements géostatistiques / Coordinateur du projet

DEDIEU Jean-Pierre

Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie et Environnement (LTHE)

Chercheur CNRS

Télédétection

(environnement, montagne)



ROTSCHILD Elsa

Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie et Environnement (LTHE)

Doctorante

Climatologie

DUBUS Nathalie

Etude des Structures, des Processus d’Adaptation et des Changements de l’Espace (ESPACE)

Maître de Conférences (UJF)

Environnement / statistiques / outils d’aide à la décision

LOUBIER Jean-Christophe

Institut de Géomatique et d’Analyse du Risque (IGAR)

Chercheur associé

Environnement / Analyse des processus sociaux

GIAZZI Franck

Politiques publiques, Action politique, Territoires (PACTE-Territoires)

Maître de Conférences (UJF)

Environnement / Foresterie

ROME Sandra

Politiques publiques, Action politique, Territoires (PACTE-Territoires)

Maître de Conférences (UJF)

Climatologie / agriculture / Co-responsable du projet

TRITZ Céline

Politiques publiques, Action politique, Territoires (PACTE-Territoires)

Maître de Conférences (UJF)

Tourisme / paysage / développement durable

Nathalie PANARIN

Mission développement durable, Conseil général de la Drôme

Chargée de mission

cf. B) Descriptif du projet 2.2.2.4

Une présentation des différents laboratoires et organismes impliqués est disponible en Annexe 4.


Organisme gestionnaire des crédits :

Rhônalpénergie – Environnement


Coût prévisionnel total (TTC) : 230k€
Montant de l’aide (TTC) demandé au programme GICC (MEEDDAT et/ou autres financeurs du programme) : 180k€
Cofinancements assurés et/ou prévus (TTC) (y compris autres que nationaux) :

Conseil Régional Rhône-Alpes


Durée (36 mois maximum) : 36 mois
Résumé du projet de recherche et résultats attendus en termes de gestion environnementale :
En région Rhône-Alpes, un Groupe de Réflexion et d’Actions sur l’Adaptation au Changement Climatique (GRAACC) a été mis en place à l’initiative de Rhônalpénergie–Environnement (RAEE) en juin 2008. Une quarantaine de représentants de la recherche, de collectivités territoriales, de l'agriculture, de l'environnement ou d’associations ont participé à cette première réunion (cf. compte rendu de la réunion en Annexe 1). Ce groupe a pour objectif de sensibiliser les acteurs rhônalpins à cette problématique et d’échanger sur les bonnes pratiques en matière d’actions concrètes d’adaptation.
Ce projet de recherche et d’action regroupe une partie des membres du GRAACC afin, non seulement de mieux sensibiliser les acteurs du territoire, de créer des liens entre la recherche et les décideurs, et par conséquent de faire avancer et de mutualiser la connaissance sur l’adaptation au changement climatique en région Rhône-Alpes, mais aussi d’apporter des premiers éléments de réponse concrets visibles sur le terrain.
Afin d’inciter et de donner des outils aux décideurs pour prendre en compte la problématique de l’adaptation aux changements climatiques, la rédaction d’un guide est prévue dans le cadre de ce projet. Ce guide se décomposera en trois parties :

  • comment sensibiliser un élu à la problématique de l’adaptation au changement climatique ?

  • catalogue d’opérations exemplaires en matière d’adaptation

  • comment mettre en place des stratégies d’adaptation sur des territoires.

Pour illustrer concrètement la problématique, des expérimentations sont également prévues. Elles porteront sur :



  • la végétalisation de bâtiments en zone urbaine sur le territoire de la Ville de Lyon

  • et sur des scénarios d’évolutions de la ressource en eau en lien avec les activités agro-forestières et touristiques en zone de moyenne montagne sur le territoire du département de la Drôme.

Ces expérimentations associeront une collectivité et une équipe de recherche afin d’initier des coopérations chercheurs – décideurs en région, coopération indispensable pour faire avancer l’état de la connaissance sur cette problématique.
L’expérimentation en zone urbaine permettra d’évaluer l'impact :

  • des toitures végétalisées sur la gestion des pics de chaleur et de la ressource en eau

  • des murs végétalisés sur la gestion des pics de chaleur.

L’expérimentation en zone de moyenne montagne permettra d’étudier l’impact du changement climatique sur la ressource en eau sur l’ensemble du département et, en particulier, les effets des modifications potentielles de la ressource en eau sur le tourisme et l’agriculture, et de proposer des scénarios d’adaptation.


Les équipes impliquées dans les deux expérimentations contribueront également à la rédaction et à la validation des différentes parties du guide. 
B) DESCRIPTIF DU PROJET
1. Justifications du projet de recherche :
1.1 Position par rapport aux termes de l’appel à propositions :

Ce projet porte sur l’adaptation au changement climatique et prend en compte les scénarios d’évolution climatique. Il propose des actions portant sur les infrastructures et l’organisation de la société visant à prévenir les impacts du changement climatique. Pour cela, il associe de façon étroite des acteurs de la recherche et des collectivités territoriales. Le champ d’action de ce projet se situe à l’échelle régionale, sur le territoire de la région Rhône-Alpes, et développe des scénarios socio-économiques régionaux. Il porte sur l’analyse de deux systèmes vulnérables en associant une approche par milieux, en l’occurrence la ville et la montagne, avec un éclairage sectoriel : l’urbanisation dans le premier cas, l’agriculture et le tourisme dans le deuxième cas.


Il est à noter, dans tout le projet présenté ici, que la région Rhône-Alpes est considérée comme zone géographique et non comme territoire politique.
1.2 Situation actuelle du sujet :
1.2.1 En région Rhône-Alpes :

Dès Kyoto (1997), la Région Rhône-Alpes et Rhônalpénergie – Environnement (RAEE) se sont engagés en matière de lutte contre les changements climatiques. C’est à cette époque que de nombreuses conférences ont été organisées, que les premières études régionales ont été lancées (bilan énergétique et effet de serre) et que les bases de l’actuel observatoire de l’énergie et de l’effet de serre ont été jetées (cf. partie 1.5).


RAEE a publié en 2007 un guide sur le « Changement climatique : Comment s'adapter en Rhône-Alpes" (http://www.raee.org/administration/publis/upload_doc/20070711111617.pdf). Ce guide  dresse un état des lieux des impacts probables du changement climatique à l’échelle de la région. Destiné aux décideurs et aux responsables de collectivités territoriales et des services mais également à toute personne intéressée par la question du changement climatique, ce document se démarque des travaux déjà réalisés dans le domaine de l’adaptation par son approche régionale et la mise en valeur des dernières études scientifiques sur le sujet.

Cette approche locale s’accompagne cependant de certaines limites liées au manque d’informations réellement disponibles à cette échelle. Ainsi, l’ouvrage ne constitue pas, bien évidemment, un guide exhaustif en matière d’adaptation, mais s’inscrit avant tout comme une première étape dans la réflexion.

Le Président du Conseil régional de Rhône-Alpes a, dès la parution du guide en 2007, souligné son plus vif intérêt, bien visible dans les politiques régionales en cours de redéploiement. En outre, la région est pionnière en étant la première en France à avoir proposé une stratégie régionale d’adaptation au changement climatique.
Si l’on considère la situation en région Rhône-Alpes, elle est très diverse selon les territoires. Dans certains territoires, les décideurs ne sont pas encore sensibilisés à l’adaptation au changement climatique et travaillent essentiellement sur la lutte contre le changement climatique, alors que dans d’autres territoires, un volet sur l’adaptation au changement climatique est intégré dans les Plans Climat Energie Territoire. L’ensemble des acteurs réunis au sein du GRAACC a cependant comme point commun de constater un manque flagrant de connaissances scientifiques et de réponses opérationnelles sur le sujet.
Dans le cadre de ce projet, les membres du GRAACC ont choisi de retenir comme territoires d’expérimentation deux systèmes vulnérables, situés l’un en ville et l’autre en moyenne montagne.
1.2.2 Etat des connaissances sur les toitures et murs végétalisés en zone urbaine :

Sur le plan international, les recherches portant sur les murs et toitures végétalisés sont apparues notamment dans les pays nordiques, au Canada (Université de Waterloo_Livingwall), en Australie (Melbourne_Fytowall). Les réalisations sont le plus souvent dominées par des objectifs architecturaux, même si parfois les bénéfices thermiques sont relativement bien traités (cas du Canada). L’intégration de toutes les possibilités d’amélioration qu’offrent ces structures végétalisées fait rarement l’objet d’études approfondies sur un même site.

En France, des approches ponctuelles ont été réalisées par le CSTB (Nantes), des équipes universitaires (Nantes : thèse de doctorat de G. Bulteau, (2004); L. Languetaud, thèse Pharmacie Nancy, 2005), des bureaux d’études et sociétés privées (Canevaflor, Phytorestore etc…) ou des réseaux interprofessionnels (Rsein, CITEPA). En Europe, les travaux belges (CSTC) entrepris récemment sur le plan de l’hydraulique permettent d’aborder les conséquences des toits sur le retard et l’amortissement des pics des événements pluvieux.

La dimension réelle de l’habitat n’a été que très rarement abordée et surtout, les aspects thermiques et acoustiques peu pris en considération. Or, sans aucun doute, ce sont ces aspects qui peuvent permettre, économiquement, d’asseoir le développement de ces réalisations et de justifier leur développement et leur amortissement économique.

Les répercussions de la présence des murs végétalisés (végétaux et substrat) sur l’inertie thermique, la transmission thermique des parois, l’ambiance hygrométrique des locaux est souvent abordée de manière simpliste en se basant uniquement sur des extrapolations de capacités d’évapotranspiration des plantes.

Les mesures effectuées dans des conditions naturelles ont montré qu’une épaisseur de 20 cm de végétation réduisait de 50 % les variations de température des murs. En végétalisant deux façades (sud et est) d’un bâtiment, on peut réduire de 5 °C la température intérieure, ce qui conduirait à une diminution de 50 à 70 % de l’énergie nécessaire pour la climatisation. Cette capacité est liée à la fois à l’ombrage et à l’évapotranspiration des plantes. Ces capacités sont exploitées dans beaucoup de pays soumis à l’ensoleillement estival intense, par la création de parois végétales extérieures. Ces mécanismes doivent être expérimentés en situation réelle par des mesures précises permettant de traduire ces avantages en terme d’économies d’énergie.


1.2.3 Etat des connaissances sur la modélisation socio–économique des évolutions de la ressource en eau sur une zone de moyenne montagne (DECLIC - Drôme : Eau, Climat, Impacts liés aux Changements) :

Dans le contexte global d’une modification plus ou moins significative du climat, avec des marges d’incertitudes qui persistent dans les prévisions régionales, les différents gestionnaires territoriaux et acteurs socio-économiques ont besoin de connaître plus précisément toutes les implications possibles de ces variations environnementales à l’échelle de leur domaine d’actions et d’activités. Cela peut par exemple se traduire par la mise à disposition d’indicateurs pertinents ou bien par des propositions éclairées pour aller vers une adaptation aux changements climatiques et la définition de politiques adéquates (en coût et en aménagement).

Ces connaissances régionalisées sur la variabilité climatique interannuelle et intrasaisonnière avérée et potentielle demeurent encore fragmentaires et peu explicites. C’est particulièrement le cas des espaces de transition géographique formés par les régions de moyenne montagne. Le territoire de la Drôme en est un exemple typique, formant un cas d’étude complexe puisqu’il associe des influences atlantiques, montagnardes, continentales et méditerranéennes, avec des spécificités et des aléas marqués (aridité du Diois, proximité avec les Préalpes, plaine du Valentinois, influences du mistral, extrêmes orageux). Les enjeux socio-économiques y sont importants, aussi bien pour la valorisation et la structuration de l’agriculture, que pour la préservation de ressources naturelles essentielles aux activités touristiques et à d’autres secteurs de l’économie.

Mais, en dehors de la complexité théorique et technologique, les lacunes des connaissances régionales s’expliquent aussi par la méconnaissance des réponses naturelles et sociales spécifiques à toutes les formes potentielles du changement climatique La difficulté revient aussi surtout à produire des connaissances explicites sur le climat et les rétroactions liées aux systèmes d’activités, en les transférant ensuite aux décideurs et acteurs des territoires impliqués. Le but est donc de tenir compte des évolutions marquées, en favorisant l’émergence de nouvelles stratégies (mutation/adaptation) en réponse aux changements climatiques en cours, et aux changements des attentes sociétales.


1.3 Étude bibliographique commentée :


  • Sur les murs et toitures végétalisés en zone urbaine :

Le contrôle des flux d’eau produits par les espaces urbanisés n’est pas une préoccupation récente. En France, cette préoccupation s’est concrétisée dès le début des années 80 par la mise en place de techniques dites "alternatives" ou "compensatoires" (Azzout et al, 1994). L’objectif principal était de compenser la capacité d’évacuation des réseaux d’assainissement.

Peu à peu les techniques se sont diversifiées et en particulier les échelles auxquelles elles étaient appliquées se sont réduites dans l’objectif de traiter les problèmes le plus possible à la source. Les actes des conférences Novatech (Brelot et al, 1995 ; 1998 ; 2001 ; 2004 et 2007) permettent bien de suivre cette évolution. A l’origine, la finalité principale de ces approches restait la gestion des flux d’eau et de polluants. Progressivement de nouvelles finalités sont montées en puissance : valorisation de l’espace urbain, récupération des eaux de pluie pour les utiliser comme une ressource, et enfin les approches climatiques qui utilisent les eaux pluviales urbaines comme un élément de régulation des températures dans l’habitat et/ou dans la ville.

L'évaporation de l'eau absorbe en effet de grandes quantités d'énergie. La végétation est également capable de jouer un rôle bioclimatique important. Les températures maximales dans les espaces verts peuvent ainsi être de 3°C plus basses qu'en dehors des espaces verts (Saito, Ishihara & Katayama, 1991). En pratique, la quantité d’eau réellement évapotranspirée (évapotranspiration réelle ou EPR) est généralement très inférieure à l’évapotranspiration maximum théorique (évapotranspiration potentielle ou EPT), simplement parce que la quantité d’eau mobilisable par les plantes est insuffisante. Augmenter la quantité d’eau disponible pour la végétation en stockant l’eau de pluie permet ainsi d’augmenter l’évapotranspiration, donc de prélever encore plus de chaleur et ainsi d’abaisser davantage les températures urbaines, ceci d’autant plus que la température de l’air est élevée. L’association de techniques de stockage d’eau à une augmentation de la végétalisation des villes présente donc un grand intérêt sur le plan climatique.

Cette technique peut être mise en œuvre à toutes les échelles spatiales, depuis des échelles très locales (la maison, le bâtiment), jusqu’à celle de la ville. Nous nous intéresserons ici à sa mise en oeuvre à l'échelle du bâti. Elle consiste à climatiser les immeubles ou les maisons, ainsi que leur environnement, en utilisant des toitures végétalisées permettant de stocker d’importantes quantités d’eau sur les toits. Cette technique est maintenant bien appropriée par les architectes.

Les rôles positifs des toits verts sont nombreux et dépassent largement l’échelle du bâtiment où ils sont installés : Ils peuvent participer à l’isolation acoustique du bâtiment, protéger l’étanchéité des toitures en limitant les chocs thermiques, contribuer efficacement à la climatisation des maisons ou des immeubles et permettre ainsi des économies d'énergie et bien sûr réduire significativement les flux d’eau et de polluants par temps de pluie. Enfin, ils présentent un intérêt paysager indéniable. Une étude d'Environnement Canada1 estime par exemple que la végétalisation de 6% de toute la surface de toits disponibles pourrait faire baisser la température de Toronto de 1 à 2°C, ce qui permettrait les jours de canicule, une baisse de 5% de la demande en électricité pour la climatisation et par conséquent une diminution des émissions de gaz à effet de serre. Une variante consiste à utiliser des façades végétales

D’un point de vue thermique, de tels éléments de parois verticales ou horizontales sont complexes (phénomènes hydriques et thermiques fortement interreliés) et leur impact sur le microclimat urbain et sur les caractéristiques intérieures de l’habitat (consommation énergétique en hiver et surtout en configuration estivale) est très mal connu. Des mesures sont donc dans un premier temps nécessaires afin de mieux appréhender et de guider la mise au point de modèle de connaissance puis prédictifs à destination des concepteurs.



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