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Lemétabolismeurbainetlavillematérielle
SabineBARLESUMRGéographie-Cités-CRIA
UniversitéParis1
CNRS – 20 octobre 2016
MÉTABOLISMEURBAIN,ÉCOLOGIETERRITORIALEETTRAJECTOIRESOCIO-ÉCOLOGIQUE
221octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités
ExtracJonmondialedemaJères,t/hab/an,1900-2005.(Kraussmann,2009citéparPNUE,2011).
Lemétabolismeterritorial
Delacomptabilitéphysique…• Expressionmatérielledes
interac?onsentresociétésetbiosphère
• Ensembledesfluxdema?èresetd’énergiemisenjeuparlefonc?onnementd’unesociétéinscritedansunterritoire
• Alterna?veàlacomptabilitémonétaire
…àl’écologieterritoriale• Analysesituéeet
interdisciplinairedesinterac?onssociétés-biosphère:approchesocio-écologique
• Défini?onderégimes,trajectoiresettransi?onssocio-écologiques
• Racinedansl’écologieurbaine(Wolman,Odum,Duvigneaud)etl’écologieindustrielle(Ayres,Allenby,Billen)
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 3
= Lemétabolismed’unterritoirereflètesonrégimesocio-écologique
Lemétabolismeterritorial(2)
• Résultatdedeuxtypesdeprocessusentrecroisés:– Processusnaturels:physiqueetbiogéochimiques– Techniqueshumaines:dugesteàl’infrastructure,etau-delà
• Latechniqueausensanthropologique(Leroi-Gourhan):mediumentrehommeetmilieu
• Modifie,transforme,voiresesubs?tueauxprocessusnaturelsauseindesquelselles’insère
• Uneépaisseurtoutepar?culièreenmilieuurbain(interface),etaujourd’huiunefortedimensiontechnologique
=Interdisciplinaritéradicalenécessaire(SHS,SDTV,SPI)
421octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités
Laville,produitd’unespécialisaJonsocio-spaJale
• Unmétabolismeengrandepar?eetpardéfini?onexternalisé…
• Auquelsontassociésdesfluxdema?èresetd’énergieintenses:échanges,
• Desstocksconsidérables:accumula?onmatérielle,• Etdesconsomma?onsfinales:émissionsversl’air,l’eau,le
sol• AuXXIesiècle:externalisa?onquasi-totaleetlinéarisa?on
dumétabolismeurbain• Desrela?onsspécifiquesentrelavilleetsesterritoires
d’approvisionnementetderejet521octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités
Enjeux
• Caractérisa?onàl’instanttdumétabolismeurbain:combienpèselefonc?onnementurbain?
• Caractérisa?ondestrajectoiressocio-écologiquesurbaines:commentchangelemétabolismeurbain?Quellesbifurca?ons?Quellean?cipa?on?
• Quelsfluxcri?ques?Quelpartagedesressourcesetquellesciblespourladématérialisa?on(ycomprisdewatering,décarbonisa?on,F4,F10…)?
• Quellesressourcesurbaines?
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 6
CARACTÉRISERLEMÉTABOLISMEURBAINENGRANDESMASSES
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 7
L’écosystèmeurbsselonDuvigneaud,1980.
DesbilansdemaJères(etd’énergie)
• Principe:rienneseperd,riennesecrée,toutsetransforme
• Bilansdema?èresbrutes(etd’énergie)/Analysedesfluxdema?ères(AFME/MFA)
• Analysedesfluxdesubstances(AFS/SFA)
• Groseffortsméthodologiquesdepuisunetrentained’années
• …
• Métabolismedeshabitants(principederésidence)/duterritoire?
• Topdownoubojomup?• Quelleslimites?• Avecousanseau?• Quellecompa?bilitéentre
bilansénergé?quesetmatériels?
• Quellesdonnées?
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 8
BilandemaJèresbrutesauxéchellesinfranaJonales:donnéescf.REPELLIN,P.,DURET,B.,BARLES,S.ComptabilitédesfluxdemaKèresdanslesrégionsetles
départements.Guideméthodologique.LaDéfense:Ministèredel’Écologie,duDéveloppementdurableetdel’Énergie–CGDD(coll.«Repères»),2014.
921octobre2016
AGRESTE, UNICEM, EIDER
SITRAM + Stat. Énerg. SITRAM
+ Stat. Énerg.
AGENCES DE L’EAU, SERVICES LOCAUX (eaux usées, déchets solides), CITEPA (émissions atmosphériques) OBSERVATOIRES DE L’ENVIRONNEMENT…
BDD ACV BDD ACV
S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités
BilandemaJèresbrutes,Haute-Garonne,Ariège,Loire-AtlanJque,2006,Paris,
2003,ktet(t/hab)Commentpasserauxéchelles
infradépartementales?21octobre2016 10
36,2
t/ha
b 23
,5 t/
hab
33,2
t/ha
b 8,
8 t/h
ab
S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités
DMC,Midi-Pyrénées(2006)etÎle-de-France(2003),kt(Barles,2014)
1121octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités
Desanalysesplusfines?
ANALYSERLESSTOCKS
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 12
Chan?erdedémoli?on,Paris,nov.2014
21octobre2016 13S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités
Île-de-France,2003,millionsdet,(t/hab).
(Barles,2009)
CirculaJondesmatériauxdeconstrucJon
lerecyclage,condi@onnécessairemaispas
suffisante
Midi-Pyrénées,2006,millionsdet(t/hab).
(Barles,2011)
ArJficialisaJondesolsetconsommaJondematériauxdeconstrucJon:tentaJve
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PPC
LotAube
Vendée
Ille-&-V.
TerritoiredeBelfort
Rhône
Commentlierprocessusd’urbanisa@onetconsomma@onsmatérielles?
Stock:bâJmentsetinfrastructures,Île-de-France,circa2015,t/hab(thèseencoursdeVincentAugiseau).
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 15
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Stocktotaldanslesréseauxd'énergieetd'eauent/hab.
Stocktotaldanslesinfrastucturesdetransportent/hab.
Stocktotaldanslesbâ?ments(sous-solselonunees?ma?onàpar?rdessurfacesausol)ent/hab.
Quellecomposi@on?Quelrythmededéstockage?
LavilleetsesgisementsderessourcesUnedemandedemaJèreenàanJciperetmaîtriser
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 16
Croissanceurbaine:2010:3,5milliardsd’habitants2050:7,3milliradsd’habitants(ONU)=quellesressources?
NEPASOUBLIERLESÉLÉMENTSBIOGÈNES
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 17
Biland’azote,aggloméra?onparisienne,situa?onactuelle,GgN/an(adaptédeSvirejeva-Hopkins,etal.,2012)
Agricultural supply of
vegetal products
7.1
15.9
N2 fixation
Synthetic fertilizers
0.7 Seafood products
7.7
15.2 Surplus
Leaching
0.2
2.1
N2 fixation
Synthetic fertilizers
0.5
0.6
Leaching
Surplus
Urban food management
4.6 Animal
2.0 0.2
On-site food waste
disposal
2.0
N2 emission
Human metabolism
4.9
Food
0.2 Environmental
losses
Wastewater management
4.7
Excreta
Foodwaste in wastewater
0.2
Agricultural supply of animal
products
0.27 ha
Fig 8a. The imprint of human metabolism in Paris megacity (in kgN/cap/yr)
0.01 ha
2.7
N2 emission
0.1
Nr emission
Vegetal 1.9
Water discharge
0.2 Sludge
< 0.1 Sludge
0.2
Sludge to other
agricultural lands
Ouvrirleboîtenoire:l’analysedesfluxdesubstances–Azote
(thèseencoursdeFabienEsculier)
Esculier et al., soumis 21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 18
Figure 8b. The phosphorus imprint of human metabolism in Paris megacity (kgP/cap/yr)
Agricultural supply of
vegetal products
2.44
Synthetic fertilizers
0.05 Seafood products
0.03
Erosion
0.22 Synthetic fertilizers
Urban food management
0.52 Animal
0.22
0.03 On-site
food waste disposal
Human metabolism
0.43
Food
0.01 Environmental
losses
Wastewater management
0.41
Excreta
Foodwaste in wastewater
0.02
Agricultural supply of animal
products
0.27 ha
0.01 ha
Vegetal 0.08
Water discharge
0.18 Sludge
< 0.01 Sludge
0.18
Sludge to other
agricultural land
Soil P
1.42
Erosion
0.07 Soil P
0.18
Clinker
0.31
Body P
0.01
Clinker
0.17
Ouvrirleboîtenoire:l’analysedesfluxdesubstances–Phosphore
(thèseencoursdeFabienEsculier)
Esculier et al., soumis 21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 19
ALLERAU-DELÀDESLIMITESAPPARENTESDELAVILLE
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 20
Un paysage parisien à la campagne : le lac d’Orient. Juin 2010.
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LamondialisaJondumétabolismeurbain:biland’azotealimentaire,Île-de-France,vers2010,kgN/hab/an.
L’importancedesfluxindirects:bilandemaJèresbrutes,Île-de-France,2003,kt(t/hab).(Barles,2009)
Fluxindirectsassociésaux
importaJons331800(29,6)
Fluxindirectsassociésaux
exportaJons252000(22,4) NB.ManqueextracKonlocaleinuKlisée
Quellepriseencomptedesfluxindirects?
Airesd’approvisionnementalimentaire,Île-de-France
(thèseencoursdeJuliaLeNoé)
Esculier et al., soumis
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 22
1 inhabitant
5.4 1.9
2.8
N2 fix
2.3
0.3 ha SAU
céréalesprdts animauxfruits & légumes
4.2
pdts animaux
pdts vegetaux
10.7
20
0.7 fish
7.7 kgN/hab/an
L’empreinte azote du Francilien bio-local et demitarien, kN/hab/an (Billen et al., 2012)
Rejet eaux usées
Déchets solides Lessivage
Prod. végétale exportée
Équhab 15 gN/j
40% protéines animales
0.65 equhab
Versuneapprocheprospec@vedumétabolisme?
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Empreintehydriquedirecte,Paris,XIXe-XXIesiècles(Barles,2014)
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 24
L’eau:quelleempreinteurbaine?
Conclusion
…
21octobre2016 S.Barles,UniversitéParis1,UMRGéo-Cités 25
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LAROVERE,E.,CUNHA,B.,PINCETL,S.,KEIRSTEADI,J.,BARLES,S.,PUSAKAK,S.,GUNAWAN,J.,ADEGBILE,M.,NAZARIHA,M.,HOQUE,S.,MARCOTULLIO,P.J.,GONZALEZOTHARAN,F.,GENENA,T.,IBRAHIM,N.,FAROOQUI,R.,CERVANTES,G.,SAHIN,A.D.,«Energyandmaterialflowsofmegaci?es»,ProceedingsoftheNaKonalAcademyofSciences,2015,enligne,[consultéle24avr.2015],www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1504315112.
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