Introduction

Les effets multiples du changement climatique sont problématiques dans les villes en raison de leur forte population et de la concentration de bâtiments et d’infrastructures, et peuvent être considérés comme une crise à long terme. Les signes en sont visibles depuis de nombreuses années et ont trouvé un écho dans l’urbanisme et dans la science[1]Voir, entre autres, Allam Z. (2020). Cities and climate change: Climate policy, economic resilience and urban sustainability, Cham, Palgrave ; Jabareen Y. (2015). The risk city: Cities countering climate change; emerging planning theories and practices around the world, Dordrecht, Springer ; Hughes S. (dir.). (2018). Climate change in cities: Innovations in multi-level governance, Cham, Springer ; Bartlett S. (dir.). (2016). Cities on a finite planet: Towards transformative responses to climate change, London, Routledge ; Jones S. (2018). Cities responding to climate change: Copenhagen, Stockholm and Tokyo, Cham, Palgrave.. Une analyse des effets climatiques à grande échelle sur les changements climatiques locaux à prévoir apparaît donc particulièrement importante.

Dans le débat scientifique, il semble y avoir consensus sur le fait que les défis climatiques urbains actuels et futurs affecteront différemment les villes et les régions urbaines car ils sont structurés de manière complexe et varient en fonction des conditions locales – causées par l’emplacement naturel ou l’orientation économique et les structures sociales. Les centres-villes historiques, les zones résidentielles, industrielles et commerciales des phases d’expansion passées et actuelles, les infrastructures complexes et les utilisations du sol en mosaïque ont donc des effets différents sur les conséquences possibles, actuelles et futures, du changement climatique.

En raison de la situation géographique relativement favorable en Europe centrale et du développement économique croissant jusqu’à la pandémie de COVID 19, peu d’attention internationale a été accordée à la situation dans les villes allemandes vis-à-vis de leur adaptation climatique. En Allemagne même, on supposait que les effets du changement climatique frapperaient plus durement et plus tôt les villes d’autres pays. Après plusieurs années de sécheresse et de fortes pluies en 2021, le sujet semble désormais gagner du terrain dans les discours publics et urbanistiques. L’article qui suit donnera d’abord un aperçu des conséquences attendues du changement climatique pour les villes en Allemagne. Dans le cadre du débat international[2]Par exemple, Pandey VP. (2021). Water, climate change, and sustainability, Newark, John Wiley & Sons ; Thokchom B (dir.). (2021). Water conservation in the era of global climate change, Amsterdam, Elsevier ; Teegavarapu RS (dir.). (2021). Climate change-sensitive water resources management, Boca Raton, CRC Press ; Bradbury M. (2021). Water city: Practical strategies for climate change, Oxon, Routledge., l’accent doit être mis sur le thème de l’eau. Ceci est particulièrement intéressant car le concept de la ville éponge a pris beaucoup d’importance dans la pratique. Sur fond de réflexions conceptuelles et théoriques sur l’urbanisme, on souhaite ici donner au lecteur francophone un aperçu du discours urbanistique allemand. À cette fin, la discussion sur le concept de la ville éponge devrait être reprise, aussi bien à propos des villes allemandes que des exemples internationaux de concepts et de mesures comme à New York avec le « Go-wanus Canal Sponge ParkTM » ou dans divers projets à Paris (par exemple, les « Murs verts » d’après Patrick Blanc).

Changement climatique – crise urbaine

Le changement climatique mondial représente une menace importante pour la situation sanitaire, sociale et économique des régions urbaines en raison de la forte densité de population et d’infrastructures. La détérioration de la qualité de l’air, le stress thermique pour les personnes et les arbres, et la multiplication de tableaux cliniques liés à la chaleur (Kuttler, Oßenbrügge et Halbig, 2017[3]Kuttler W, Oßenbrügge J, Halbig G. (2017). « Städte », dans Brasseur GP, Jacob D, Schuck-Zöller S (dir.), Klimawandel in Deutschland: Entwicklung, Folgen, Risiken und Perspektiven, Cham, Springer, p. 226-264.) et en particulier la hausse attendue des températures de l’air et l’augmentation des fortes précipitations sont considérées comme des dangers probables auxquels les villes doivent se préparer pour faire face aux conséquences du changement climatique. À des niveaux thermiques plus élevés, les zones urbaines favorisent l’augmentation des concentrations d’ozone et la propagation croissante du pollen allergène. Dans des conditions climatiques données, les villes sont déjà plus chaudes que leur environnement et seront à l’avenir affectées par une surchauffe plus fréquemment, plus intensément et plus longtemps (Goldbach et Kuttler, 2012[4]Goldbach A, Kuttler W. (2013). « Quantification of turbulent heat fluxes for adaptation strategies within urban planning », International Journal of Climatology, n° 33, p. 43-159.). Cependant, le stress thermique dans les zones de peuplement urbain avec ses effets négatifs sur la santé et le bien-être peut non seulement être détecté dans l’atmosphère au niveau du sol en tant qu’îlots de chaleur urbains, mais aussi dans le sol (Kuttler et al., 2012[5]Kuttler W, Goldbach A, Dütemeyer D, Barlag A. (2012). Messung der urbanen Evapotranspiration in Oberhausen – Vergleichende Energiebilanzmessungen in unterschiedlichen urbanen Flächenstrukturen, Essen, Dynaklim-Publikation, n° 24.) et l’eau potable (Menberg et al., 2013[6]Menberg K et al. (2013). « Subsurface urban heat islands in German cities », Science of The Total Environment, n° 442, p. 123-133.). Des températures du sol plus élevées entraînent non seulement une plus grande densité d’énergie dans le sol et les eaux souterraines, mais également un réchauffement de l’eau potable dans le système de canalisations. La température plus élevée dans les conduites d’eau potable entraîne une augmentation de micro-organismes importants sur le plan hygiénique, ce qui réduit la qualité de l’eau potable. En raison de l’augmentation des températures dans la ville, la concentration d’ozone augmente, ce qui a un impact négatif sur la santé humaine. De plus, les hydrocarbures volatils (COVB) émis par diverses plantes et types de pollens allergènes vont se concentrer davantage dans l’air de la ville, avec des conséquences négatives sur la santé. L’Union européenne a classé la concentration d’ozone pour une valeur moyenne sur huit heures de 120 μg/m³ par jour comme inoffensive pour la santé. Cette valeur ne peut être dépassée plus de 25 jours par année civile. En supposant une augmentation de la température de 3° C, qui sera probablement dépassée compte tenu des émissions actuelles de gaz à effet de serre, le nombre de jours d’excès d’ozone fera plus que doubler, passant des 8 jours actuels à 19 jours d’ici 2100. À haute température, ces substances sont particulièrement émises par certaines espèces d’arbres. Cela est particulièrement vrai pour l’isoprène. Dans le cas d’arbres comme le peuplier à feuilles d’érable, le chêne sessile et le robinier, il faut supposer qu’ils font encore augmenter la concentration d’ozone (Wagner et Kuttler, 2014[7]Wagner P, Kuttler W. (2014). « Biogenic and anthropogenic isoprene in the near-surface urban atmosphere – A case study in Essen, Germany », Science of The Total Environment, n° 475(15), p. 104-115.). Les plantes peuvent également libérer plus de pollen allergène en raison de la chaleur et de la concentration accrue de CO₂ (Kuttler, Oßenbrügge et Halbig, 2017[8]Op. cit.). Un exemple en est l’ambroisie, hautement allergisante (Ambrosia artemisiifolia).

Outre les effets sur la qualité de l’air, l’accumulation de fortes pluies est un problème évident qui pèse de plus en plus sur les villes en raison du changement climatique. Dans de nombreuses villes, les inondations provoquées par des précipitations extrêmes ont déjà causé des dégâts importants aux bâtiments et aux infrastructures, ainsi qu’une interruption de la circulation et des voies d’approvisionnement en raison des rues inondées, des caves, des parkings souterrains et des zones sensibles du bâtiment (chauffage, alimentation électrique). On peut supposer que la quantité d’eau dans les précipitations augmentera en raison du changement climatique, mais qu’elle pleuvra sur les villes sous une forme différente. Le changement climatique conduit à l’apparition accrue de ce que l’on appelle le « temps stationnaire », qui ne conduit pas à un mouvement des précipitations portées par les courants du vent et donc à une alternance équilibrée de sécheresse et de fortes pluies. Cela signifie que les villes peuvent être affectées par une sécheresse intense ou de fortes pluies pendant de longues périodes, et que ces événements météorologiques peuvent être géographiquement adjacents et ne pas s’atténuer mutuellement. La dynamique modifiée des précipitations signifie que, malgré l’amélioration des méthodes de mesure et de prévision, il est difficile de prévoir des masses d’eau cumulées soudaines dans des cours d’eau relativement petits, tels que l’Ahr en Allemagne en 2021.

Les vagues de chaleur, les concentrations de polluants atmosphériques et les événements de fortes précipitations peuvent déclencher des stress et des risques dans les villes, et se renforcer mutuellement en tant qu’événements singuliers ou dans une séquence chronologique ainsi qu’en interaction spatiotemporelle. Individuellement ou en combinaison, ils peuvent créer une crise soudaine ou progressive dans les systèmes fonctionnels existants de la ville. Les déclarations générales sur les effets du changement climatique sur la ville ne peuvent être faites que de manière très générale, car l’interaction des processus de changement climatique global avec la dynamique climatique locale conduira toujours à une vulnérabilité plus ou moins grande de la ville et de ses habitants. Les facteurs locaux qui influencent l’impact du changement climatique sur les conditions de vie locales sont la localisation topographique, la structure de la surface urbaine et l’utilisation des terres. Des expositions particulières surviennent en raison de l’altitude et de l’emplacement du bassin, de la proximité des rivières, de la proximité de la côte ou dans des zones potentiellement touchées par des pénuries d’eau potable. Les zones étanches, le nombre et la forme des bâtiments (hauteur et matériaux de construction), les infrastructures existantes pour la fourniture d’électricité, de chaleur, de refroidissement, d’eau et d’évacuation des déchets ainsi que les infrastructures de transport sont considérées comme des facteurs locaux qui augmentent particulièrement les dommages causés par des pluies particulièrement importantes (BBSR, 2009[9]Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR). (2009) Ursachen und Folgen des Klimawandels durch urbane Konzepte begegnen, BBSR-Online-Publikation 22 [En ligne). Cependant, des approches plus complexes dans la recherche sur le thème des rapports entre villes et changement climatique incluent non seulement les impacts climatiques directs et médiatisés, mais tentent également de prendre en compte les effets de rétroaction non linéaires. Jusqu’à présent, cependant, cela n’a conduit à aucune autre modélisation des effets possibles, car d’importants problèmes de données l’empêchent (Hunt et Watkiss, 2011[10]Hunt A, Watkins P. (2007). Literature review on climate change impacts on urban city centers: Initial findings. Paris, OECD.).

Cependant, il existe un consensus sur le fait que des risques sanitaires nouveaux ou croissants généreront également des problèmes urbains plus graves. L’Association des villes allemandes (2012[11]Deutscher Städtetag. (2012). Anpassung an den Klimawandel in den Städten: Forderungen, Hinweise und Anregungen, [En ligne) propose des mesures qui contiennent des avertissements de canicule et la mise en place de services d’urgence, mais aussi un contrôle accru des infrastructures à risque (chaînes de froid, approvisionnement en eau potable). Il existe non seulement un lien démontrable entre le stress thermique et la mortalité, mais aussi un décalage entre la perception de la chaleur comme un stress, d’une part, et la volonté, en particulier des personnes atteintes de maladies du système cardiovasculaire et des organes respiratoires, d’adopter une stratégie d’adaptation appropriée, d’autre part. Il y a aussi des aspects spatiaux, car les chances de succès des stratégies d’adaptation aux défis climatiques urbains sont fortement corrélées au statut social des zones urbaines et sont plus difficiles à améliorer dans les quartiers défavorisés. L’écart social dans la capacité d’adaptation des différents groupes sociaux est notamment pointé du doigt en référence aux vagues de chaleur, qui touchent principalement les personnes les plus pauvres, les plus âgées et les célibataires, qui n’ont pas de balcon, de jardin ou d’accès aux parcs et ne peuvent pas se payer la climatisation.

Le changement climatique
dans le discours allemand sur la planification urbaine

Cette dernière est désormais évoquée dans le débat international et allemand sous le titre de « justice environnementale » (Köck et Fischer, 2018[12]Köck W, Fischer H. (2018). « Gesundheitsfördernde Stadtentwicklung und Umweltgerechtigkeit als Problem des Städtebau‐ und Bauplanungsrechts », dans Baumbart S et al. (dir.), Planung für gesundheitsfördernde Städte, Hannover, Verl. d. ARL, p. 145-165.). L’État de Berlin a pris des mesures particulières dans ses efforts pour promouvoir la justice environnementale dans la ville avec son projet modèle « Justice environnementale dans l’État de Berlin « , qui développe une « carte de justice environnementale » pour sa zone urbaine, basée sur les facteurs environnementaux « bruit, air, bioclimat et offre d’espaces ouverts », et a ainsi pu identifier des quartiers urbains caractérisés par une pollution environnementale triple voire quadruple (Dieckmann, 2013, p. 1576[13]Dieckmann N. (2013). « Umweltgerechtigkeit in der Stadtplanung », Neue Zeitschrift für Verwaltungsrecht, n° 32(24), p. 1575-1581.). Indépendamment de ce programme exigeant, cette approche ne s’attaque pas aux conséquences du changement climatique, mais traite des inégalités sociales existantes face aux fardeaux de santé. De cette façon, des sujets importants sont abordés, mais les crises qui menacent de fortes pluies et de vagues de chaleur ne sont pas prises en compte. Il convient également de noter que le projet modèle s’inscrit dans le cadre du droit de la construction existant et n’est pas conçu pour discuter des innovations juridiques nécessaires. Pour cette raison, il n’y aura rien de nouveau dans les instruments juridiques d’urbanisme existants, et les options existantes pour rendre les quartiers plus respectueux du climat continueront d’être utilisées principalement à travers la définition des zones de redéveloppement et des mesures de la « ville sociale » conformément à la loi spéciale d’urbanisme (n° 136-186, du BauGB, code de la construction). Cependant, l’utilisation de ces instruments est très conditionnelle et est associée à des conséquences juridiques considérables pour les propriétaires fonciers et les résidents de la zone touchée, et est également liée à des charges financières qui, dans tous les cas, comportent le risque que les personnes vivant dans le redéveloppement ou les zones de développement après l’achèvement des mesures ne soient plus en mesure de bénéficier des avantages environnementaux pour des raisons économiques.

Pendant des années, le discours sur la justice climatique a été caractérisé par un manque de connaissances sur le lien entre les inégalités sociales, la ségrégation et les influences environnementales dans la planification urbaine, de sorte que les mesures proposées pour contrer les effets du changement climatique dans les villes ne les associent pas (BMVBS, 2011[14]Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) (2011). Klimawandelgerechte Stadtentwicklung. Ursachen und Folgen des Klimawandels durch urbane Konzepte begegnen, Bonn, Forschungen.). Au lieu de cela, des discours parallèles se sont développés dans la planification urbaine, à travers différentes hypothèses conceptuelles et dans le but de s’étendre à différents champs d’action politiques et de planification. Historiquement, la plupart des propositions pour faire face au changement climatique peuvent être classées dans le cadre des théories de la durabilité. Il est certainement vrai que la compréhension théorique et conceptuelle de la ville durable est la plus fréquemment représentée dans l’urbanisme en Allemagne et reçoit généralement aussi l’approbation la plus politique (Hauke, ​​2021[15]Hauke B (dir.). (2021). Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und Klimaschutz. Konstruktive Lösungen für das Planen und Bauen. Aktueller Stand der Technik, Berlin, Ernst & Sohn. ; Madreiter, 2021[16]Madreiter T. (2021). Die Nachhaltige Stadt: Städte als Laboratorien des Wandels, Wien, Picus Verlag. ; Koch, 2021[17]Koch F. (2021). Nachhaltige Stadtentwicklung: Die Umsetzung der Sustainable Development Goals auf kommunaler Ebene, Wiesbaden, Springer. ; Engels, 2017[18]Engels JI (dir.). (2017). Nachhaltige Stadtentwicklung: Infrastrukturen, Akteure, Diskurse, Frankfurt/New York, Campus. ; Schuster, 2013[19]Schuster W. (2013). Nachhaltige Städte – Lebensräume der Zukunft: Kompendium für eine nachhaltige Entwicklung der Stadt Stuttgart, München, Oekom-Verl. ; Bott, 2018[20]Bott H. (2018). Nachhaltige Stadtplanung: Lebendige Quartiere, Smart Cities, Resilienz, München, Edition Detail. ; Kagan, 2013[21]Kagan S (dir.). (2019). Stadt als Möglichkeitsraum: Experimentierfelder einer Urbanen Nachhaltigkeit, Bielefeld, transcript.). Cependant, la référence au discours sur la durabilité se fait souvent sous une forme assez vague, de sorte qu’elle a également été qualifiée de « terme générique » avec lequel toutes les mesures de planification possibles peuvent être justifiées (Schmieder, 2010[22]Schmieder F (dir.). (2010). Die Krise der Nachhaltigkeit: zur Kritik der politischen Ökologie, Frankfurt, Lang.). Dans la pratique, les liens entre la philosophie de la durabilité ou les objectifs de durabilité des institutions politiques supérieures telles que les objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies et les travaux scientifiques sont plutôt vagues.

Deux discours plus récents se sont développés qui traitent du lien entre le changement climatique et la ville. D’une part, différents concepts ont émergé qui travaillent avec le concept de résilience (principalement Kegler, 2022[23]Kegler H. (2022). Resilienz: Strategien und Perspektiven für die widerstandsfähige und lernende Stadt, Basel, Birkhäuser. ; mais voir aussi Hahne, 2016[24]Hahne U (dir.). (2016). Resilienz: Stadt und Region – Reallabore der resilienzorientierten Transformation, Frankfurt/Warszawa/Wien, PL Academic Research. ; Raith, 2017[25]Raith D. (2017). Regionale Resilienz: zukunftsfähig Wohlstand schaffen, Marburg, Metropolis-Verlag. ; Mertens, 2021[26]Mertnes E. (2021). Die resiliente Stadt: Landschaftsarchitektur für den Klimawandel, Basel, Birkhäuser.), d’autre part, des approches plus radicales ont été décrites ces dernières années qui utilisent le changement climatique comme raison pour critiquer les hypothèses de base de l’urbanisme et qui renvoient à une critique plus fondamentale de la croissance de la ville (Brokow-Loga et Eckardt, 2020[27]Brokow-Loga A, Eckardt F (dir.). Postwachstumsstadt: Konturen einer solidarischen Stadtpolitik, München, Oekom.). En partie, ces approches peuvent être comprises comme une continuation du discours sur la durabilité, dans lequel la préoccupation pour la base écologique de la ville est au premier plan. Pourtant, la plupart des auteurs combinent des concepts plus sophistiqués qui abordent la critique de l’urbanisme existant à partir d’autres discours (par exemple, le féminisme, la critique des formes économiques existantes dans la ville, la critique des déficits démocratiques de l’urbanisme et le manque de considération des inégalités sociales). En ce qui concerne le changement climatique, la recherche sur la résilience peut certainement être comprise comme une forme de meilleure stratégie d’adaptation qui se concentre sur la résilience des structures urbaines. Cependant, Harald Kegler (2022[28]Op. cit.) et l’ « école de Kassel » vont au-delà de cette approche et mettent l’accent sur la capacité d’apprentissage de la ville, qui devrait être soutenue socialement par la planification urbaine. Les approches de la ville post-croissance, quant à elles, soulignent que la ville doit non seulement s’adapter au changement climatique, mais aussi que sa logique essentielle de développement doit être modifiée afin qu’elle puisse remplir sa fonction de protection, en particulier pour les groupes vulnérables. Dans le cadre de ces débats, des liens sont également établis avec d’autres risques auxquels la ville contemporaine n’accorde pas suffisamment d’attention. Cela comprend la perte de la base naturelle de la vie et de la biodiversité, mais aussi la prise en charge des personnes vulnérables. Alors que les approches de résilience fonctionnent toujours avec les instruments existants de méthodes, de processus et de concepts de planification, la critique post-croissance porte principalement sur les approches ascendantes et l’innovation des formes existantes de participation citoyenne et d’urbanisme en particulier. L’utilisation de la technologie numérique (smart city) est également perçue différemment, et est considérée avec un certain scepticisme.

Ces deux approches ne trouvent que lentement leur place dans l’urbanisme existant. Là, l’accent est mis principalement sur la protection du climat (au sens d’« atténuation ») et seulement lentement sur le développement urbain adapté au climat (au sens d’« adaptation ») (Carmin et Zangh, 2009[29]Carmin J, Zang Y. (2009). Achieving urban climate adaptation in Europe and Central Asia, The World Bank, Policy Research Working Paper 5088.). L’accent est souvent mis sur les mesures liées au bâtiment, l’extension des espaces verts et aquatiques, les toits et façades végétalisés, l’aménagement d’espaces publics ventilés, l’optimisation du stockage de l’eau, la désignation de zones de rétention et de zones à risques, les mesures d’économie d’eau, le recyclage des eaux usées et l’amélioration de l’approvisionnement en eau et de la protection côtière. Dans la plupart des cas, cependant, il s’agit de mesures individuelles et non de concepts holistiques qui concernent l’ensemble de la ville et s’attaquent aux interactions complexes du changement climatique dans son ensemble. Il n’y a que des stratégies de planification partiellement matures en ce qui concerne le changement de température et l’intensification de l’effet d’îlot de chaleur, comme possibilité pour modifier les régimes de précipitations ou pour atténuer les événements extrêmes pour les régions urbaines.

Le concept de la « ville éponge »

À cet égard, le concept de la ville éponge doit être considéré comme une approche qui ne cible pas seulement des zones ou des bâtiments individuels, mais vise à réagir aux conséquences du changement climatique avec une idée fondamentale. Contrairement à la discussion sur la théorie de la planification, comme indiqué dans la section ci-dessus, cette approche provient en grande partie de la pratique de la planification urbaine et des agendas politiques. Dans de nombreuses villes, les mesures ne sont souvent prises que sur des éléments individuels ou seulement à certains endroits, qui ne font pas partie d’une stratégie de planification holistique, mais ont également résulté d’approches ascendantes. En principe, il s’agit toujours de la rétention, du stockage, de l’évaporation, de l’infiltration, du découplage et de l’utilisation des eaux pluviales ainsi que de la désartificialisation des sols. À cette fin, des toits verts, des pavages perméables, des rigoles d’infiltration et des végétalisations de façade sont souvent planifiés et mis en œuvre individuellement ou en combinaison, et de nouvelles zones d’eau sont également développées. À ce jour, cependant, ces mesures individuelles ont rarement été intégrées dans un concept holistique qui concerne la ville entière. À plus grande échelle, ces mesures sont plus susceptibles d’être utilisées dans la conception de parcs paysagers, bien qu’il n’y ait aucune référence au terme « ville éponge ». Un exemple en est certainement la conversion de l’Emscher en Allemagne, qui a été complètement renaturalisé à partir d’un égout utilisé industriellement depuis 30 ans, et de nombreuses mesures mentionnées ci-dessus ont été mises en œuvre. Depuis les années 1970, des concepts de projets aux noms variés tentent de contrecarrer les conséquences négatives de l’urbanisation, principalement en réduisant la superficie des sols artificialisés. Ces différentes mesures et concepts sont connus internationalement sous les termes « Green Infrastructure », « Low Impact Development Controls » (LID), « Water Sensitive Urban Drainage Systems » (WSUDS) ou « Sustainable Urban Drainage Systems » (SUDS) (Fletscher et al., 2015[30]Fletcher TD et al. (2015). « SUDS, LID, BMPs, WSUD and more – The evolution and application of terminology surrounding urban drainage », Urban Water Journal, n° 12(7).). Les mesures ont en commun qu’elles visent à augmenter l’infiltration, l’évaporation et la rétention dans la zone concernée. L’objectif est d’adapter le cycle de l’eau urbaine aux processus naturels (Wang, 2020[31]Wang C. (2020). « The research on the rain environment strategy of Guizhou in the low impact development view », IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, n° 435(1), 012028.). L’efficacité de ces approches dépend du degré de mise en œuvre, de l’intensité de la pluie et de la topographie du bassin versant. Cependant, l’influence des mesures à petite échelle sur la réduction des inondations est considérée comme négligeable. L’efficacité de ces approches, en revanche, n’apparaît qu’avec un temps de retour croissant. Les niveaux d’eau maximaux sont réduits en des points sélectionnés, mais l’influence du Green infrastructure (GI) sur les vitesses d’écoulement maximales est négligeable. L’influence de la topographie, en revanche, est significative pour l’efficacité.

Le concept de la ville éponge semble aller de soi. L’eau de pluie doit être absorbée et stockée sur place comme par une éponge. La ville est conçue de manière à ce que des éléments d’» infrastructure verte » réduisent les pics de rejets et que l’eau de pluie puisse être stockée, nettoyée et réutilisée. De plus, le système de drainage d’une ville est conçu pour fournir une protection adéquate contre les inondations (Chan et al., 2018[32]Chan FK et al. (2018): « “Sponge City” in China — A breakthrough of planning and flood risk management in the urban context », Land Use Policy ,n° 76.). L’approche de la ville éponge vise à intégrer les masses d’eau naturelles (telles que les zones humides) et à promouvoir des objectifs multifonctionnels dans le concept de drainage, tels que l’amélioration de l’écosystème. De plus, de l’eau et des espaces verts seront nouvellement créés pour obtenir une augmentation supplémentaire de la qualité de vie (Zevenbergen et al., 2018[33]Zevenbergen C, Dafang F, Pathirana A (dir.). (2018). Sponge Cities: Emerging Approaches, Challenges and Opportunities, Basel, MDPI.).

Dans le cadre d’une déclaration d’experts pour l’Institut fédéral de recherche sur la construction, l’urbanisme et l’aménagement du territoire (BBSR, 2015[34]Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR). (2015). Überflutungs- und Hitzevorsorge durch die Stadtentwicklung: Strategien und Maßnahmen zum Regenwassermanagement gegen urbane Sturzfluten und überhitzte Städte, Bonn, BBSR.), sur de nouvelles mesures d’adaptation au changement climatique et sur l’intégration de l’eau dans l’urbanisme, le principe de la ville éponge s’est imposé pour la première fois dans la discussion sur un futur urbanisme. Le principe y a été préconisé, car en période de déficit d’approvisionnement en eau, de l’eau peut être mise à disposition des plantes pour s’évaporer. Le concept de refroidissement par évaporation ciblée dans la ville surchauffée nécessite de repenser la gestion de l’eau urbaine. Il est important de ne plus drainer ou laisser suinter l’eau de pluie, mais de la stocker temporairement et de la laisser s’évaporer sur la végétation et le sol pendant les périodes chaudes. Cependant, selon le rapport d’expert (idem, p. 38), il n’existe que quelques exemples pratiques nationaux de cette tâche de conception exigeante. Pourtant, ils ont identifié des approches conceptuelles initiales dans trois champs d’action de l’urbanisme : 1. La création de zones à dominante végétale humide en permanence dans la conception d’espaces verts et ouverts (publics et privés) ; 2. La création d’îlots de végétation flottants dans les plans d’eau ; 3. L’irrigation des façades vertes. À titre d’exemple, les experts citent le projet primé « Johanniskirchgarten » à Essen-Altenessen, où un lotissement des années 1950 a été transformé en un « quartier multigénérationnel » (un quartier avec droit à l’intégration intergénérationnelle), et l’eau de pluie a été canalisée dans des dépressions peu profondes, et des tranchées ont été réalisées. Depuis les toits, des gouttières ouvertes conduisent à un bassin d’eau planté. Cette zone d’engorgement permanent et les zones d’infiltration attenantes forment désormais l’espace commun de la cour intérieure du quartier résidentiel. Le microclimat et le paysage de la colonie sont améliorés par les zones d’eau libre. Les locataires bénéficient d’un environnement agréable et de charges locatives annexes moindres, car le découplage supprime les redevances d’assainissement pour les eaux pluviales. Au total, environ 10 000 m² pourraient être déconnectés du réseau d’égouts, soit environ 6 600 m³ d’eau par an (BBSR, 2019, p. 39[35]Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung. (2019). Überflutungs- und Hitzevorsorge durch die Stadtentwicklung: Strategien und Maßnahmen zum Regenwassermanagement gegen urbane Sturzfluten und überhitzte Städte, Bonn, BBSR, p. 39.).

La ville éponge en pratique

Cette expertise a rendu le concept de la ville éponge en Allemagne acceptable pour une approche de planification sophistiquée des conséquences du changement climatique. L’État libre de Bavière l’a recommandé à ses villes et a décrit des mesures de mise en œuvre qui, compte tenu de l’augmentation attendue des fortes pluies, de la chaleur et de la sécheresse en raison du changement climatique, devraient développer un potentiel de synergie écologique et économique afin de maintenir et d’améliorer la qualité de vie en Bavière à l’avenir (ministère d’État bavarois pour l’Environnement et la Protection des consommateurs (StMUV), 2020[36]Ministère d’État bavarois pour l’environnement et la protection des consommateurs (StMUV), 2020.). Entre autres choses, la préparation d’un plan de développement sensible à l’eau dans la petite ville de Wenzenbach ou dans le district munichois de Lochhausen a été financée, où une nouvelle zone de construction a été mise en œuvre avec diverses mesures règlementaires pour que la question de l’eau soit prise en compte. Pour augmenter l’infiltration et l’évaporation des eaux de pluie, des zones ont été désartificilisés, et des parkings, des allées (pompiers), des places et des chemins avec des surfaces perméables à l’eau ont été mis en place. L’installation de toits verts a également eu un effet positif. L’infiltration et l’évaporation sur site sont soutenues par le rejet à grande échelle des eaux de pluie, par exemple des trottoirs et des toitures dans les espaces verts, les rigoles d’infiltration ou les fossés. En plus de ces mesures, des fossés et des remblais ont été prévus en bordure de la zone résidentielle pour boucler la zone et protéger contre les infiltrations d’eau de pluie provenant de l’extérieur. Les eaux de précipitation qui s’écoulent sur cette zone sont ainsi efficacement retenues, et les dommages éventuels aux bâtiments et aux infrastructures sont évités.

Cependant, on peut objecter que ces projets dans les villes bavaroises ne concernent que de petites zones, et que les mesures sensibles à l’eau sont principalement utilisées dans les nouvelles constructions, ce qui signifie que de nouvelles zones sont artificialisées et que l’étanchéité existante n’est pas levée. En revanche, les approches de Hambourg et de Berlin peuvent être décrites comme à grande échelle et holistiques. À Hambourg, « Hamburg Wasser », la société municipale d’approvisionnement en eau et d’évacuation des eaux usées de Hambourg, essaie de provoquer un changement de paradigme pour toute la ville : ils veulent utiliser les rénovations à venir des quartiers pour mettre en œuvre le principe de l’éponge. Un bon exemple en est la rue Wiesenhöfen dans le quartier de Volksdorf. Le profil de la rue ressemblait autrefois à un toit : l’eau de pluie s’écoulait dans un égout sur deux côtés. À un endroit de la voie, apparaissait un point bas où l’eau continuait de s’accumuler lors de fortes pluies. Aujourd’hui, elle coule via un canal dans le parc Ohlendorffs adjacent, dans un creux naturel dans lequel la pluie s’accumule et s’évapore lentement et s’infiltre. Ce sont des projets plutôt petits, et il devrait y en avoir de plus en plus à l’avenir, afin que les nombreuses mesures dispersées puissent devenir une grosse éponge (Hamburg Wasser, 2022[37]Hamburg Wasser. (2022). Wie Hamburg zur Schwammstadt wird [En ligne). Alors que Hambourg s’efforce d’établir une large coopération avec la société urbaine et soutient diverses initiatives et idées qui sont apportées à Hamburg Wasser par divers acteurs, Berlin a décidé d’atteindre l’objectif d’une ville éponge, surtout avec des spécifications « d’en haut » (Polistina, 2021[38]Polistina F. (2021). « Wenn die Stadt zum Schwamm wird », Süddeutsche Zeitung, 21 septembre. [En ligne).

L’État de Berlin et la Berliner Wasserbetriebe (compagnies des eaux) tentent d’élaborer des réglementations : dans le cas de projets de construction dans la zone du système d’égouts combiné, c’est-à-dire dans le « peripherique » de S-Bahn (RER), l’eau de pluie ne peut plus s’écouler dans le système d’égouts. Il n’est pas toujours possible de gérer localement toute l’eau de pluie, car il n’y a souvent pas assez d’espace pour stocker ou évacuer l’eau. Mais il est presque toujours possible de collecter au moins une partie de l’eau de pluie et de la réutiliser, de sorte que l’afflux global d’eau dans le système d’égouts peut être réduit. L’objectif est de réduire d’1 % chaque année la superficie raccordée au réseau d’égouts dans le centre-ville. Berlin a déjà connu des problèmes de fortes pluies, et le besoin d’action semble particulièrement grand ici. Le 29 juin 2017 à 12 h, la pluie du siècle est tombée sur Berlin. En 18 heures, autant d’eau est descendue du ciel que ce qui serait normalement le cas en un quart d’année (Berliner Wasserbetriebe, 2022[39]Berliner Wasserbetriebe. (2022). Schwammstadt Berlin [En ligne). Lors d’une journée normale sans pluie, 550 000 m³ d’eaux usées sont acheminés par le réseau d’égouts vers les stations d’épuration de Berlin. Ce montant a doublé ce jour-là. En 18 heures, 123 tonnes de sable sont arrivées dans les six stations d’épuration et y ont été retirées des eaux usées. En moyenne, ce n’est que six tonnes. Et c’était loin d’être la fin. 2,8 millions de m³ supplémentaires d’eau de pluie – en partie mélangés à des eaux usées – se sont déversés sans traitement dans les eaux de surface de Berlin, des quantités de pluie sans précédent.

La rivière Spree et le canal Landwehr coulent très lentement, et l’eau met longtemps à redevenir propre, ce qui a un impact majeur sur l’environnement naturel de Berlin. Le centre-ville de Berlin dispose d’un système d’égouts combiné, ce qui signifie que l’eau sale et l’eau de pluie s’écoulent par les mêmes tuyaux vers les stations d’épuration. Par conséquent, lorsqu’il pleut abondamment, les égouts deviennent rapidement surchargés et débordent. L’excédent d’eau sale des toilettes et des douches – fortement diluée par la pluie mais contenant encore des substances nocives – s’écoule alors dans l’un des nombreux réservoirs ou dans les canaux et rivières sans passer par les stations d’épuration. En dehors du centre-ville, il existe un système d’égouts séparé, mais les conduites y sont également conçues pour les événements de pluie normaux. Par conséquent, le moins d’eau de pluie possible doit être évacuée dans les tuyaux afin de soulager le système d’égouts. Collecter le plus d’eau possible vise à lutter contre la sécheresse qui est déjà une réalité à Berlin et qui a déjà endommagé la moitié des arbres de la ville. Presque tout le quartier d’Adlershof a déjà été construit sans égout – c’est-à-dire sans égouts pluviaux : des dépressions vertes en forme d’auge se trouvent entre les rues et les trottoirs, qui permettent à l’eau de s’infiltrer ; les toits des nouveaux bâtiments sont plantés d’herbes et d’arbustes, les espaces verts sont plus bas que les rues pour que la pluie puisse s’y infiltrer. L’eau de pluie est désormais également gérée localement dans d’autres parties de Berlin, par exemple, dans la baie de Rummelsburg, sur la Potsdamer Platz ou à Karow-Nord. Ce sont des quartiers qui ont été créés dans les années 1990. Les principes de la ville éponge ont été délibérément appliqués à de nouveaux bâtiments, tels que « Quartier 52 Grad Nord » et « Schumacher Quartier » sur le site de l’ancien aéroport de Tegel, avec une combinaison de diverses mesures telles que des toits verts, la création d’infiltrations abreuvoirs et plans d’eau artificiels, biotopes humides ou, dans certains cas, citernes.

Mais Berlin tente aussi d’aller au-delà de la réglementation pour promouvoir le principe de la ville éponge. Avec le programme 1 000 toits, un financement de 1,5 million d’euros par an a été mis à disposition pour la première végétalisation des toitures des bâtiments existants. Il y a aussi un concours pour le plus beau toit vert de Berlin. Seuls environ 3 % de tous les toits des bâtiments de Berlin sont partiellement végétalisés. Selon une enquête menée par l’administration du développement de la ville, il pourrait y avoir plus de 18 000 zones de toits verts potentiels. Comme autres mesures d’urbanisme, la désartificialisation de zones et la transformation de parcs, de places ou de rues choisies en réservoirs d’eau temporaires ont été décidées.

En outre, une agence des eaux pluviales a été fondée, qui souhaite obtenir un meilleur climat urbain, une eau plus propre, moins d’inondations et une verdure urbaine plus saine grâce à une meilleure utilisation de l’eau de pluie, et offre un soutien à cet effet. Le savoir-faire des universités berlinoises est également utilisé. Des chercheurs de la TU Berlin et de la Berliner Wasserbetriebe étudient quelles plantes conviennent à la protection de l’eau dans les conditions du site. Les vivaces et les graminées dans les creux visent à augmenter la biodiversité et à embellir le paysage de rue. Dans ce cadre, des décisions de protection du climat sont prises par la Berliner Wasserbetriebe.

Le Sénat de Berlin considère le concept de la ville éponge comme un élément important de la mise en œuvre du programme de protection de l’énergie et du climat de Berlin 2030 (BEK 2030). Les émissions de CO₂ doivent être réduites dans tous les secteurs de la ville. Le BEK 2030 contient une centaine de mesures dans les domaines de l’énergie, des bâtiments et du développement urbain, des entreprises, des transports, des ménages privés, de la consommation et de l’adaptation au changement climatique – du système solaire sur le toit à la poubelle organique devant la porte et au vélo cargo dans la rue, de la façade du bâtiment économe en énergie aux toits verts. Un total de 94 millions d’euros a été mis à disposition au cours de l’année pour atteindre l’objectif de devenir climatiquement neutre d’ici à 2050 et de réduire les émissions nocives de CO₂ de 40 % d’ici 2020, et de 60 % d’ici 2030 par rapport à 1990. Le programme 1 000 toits verts est l’une des 100 mesures.

L’exemple de Berlin en particulier a conduit à une discussion animée et controversée sur le principe de la ville éponge. Alors qu’une partie du public critique les interventions dans les projets de construction des investisseurs parce qu’ils introduisent de nouvelles exigences qui ralentissent la construction – et donc la pénurie de logements n’est pas atténuée assez rapidement – plus d’une centaine de militants et de scientifiques ont élaboré un « plan climatique global [40]Klimaliste Berlin (2021). Klimaplan Berlin. Plan für ein klimagerechtes Berlin bis 2030 [En ligne » avec la politique climatique de la ville dans son ensemble et ont également critiqué les plans de la ville éponge de Berlin comme étant insuffisants. En fait, le concept de Berlin n’envisage pas qu’une étanchéité supplémentaire – qui peut être considérée comme la principale raison de l’assèchement du sol et du risque de fortes pluies – ne doit pas être empêchée. Chaque année, 78 hectares de sol sont imperméabilisés à Berlin, et le concept de ville éponge n’aborde cette perte de surface d’infiltration dans aucune des 100 mesures qui ont été adoptées. Le plan climat exige donc que l’administration responsable du Sénat initie un moratoire légal sur l’utilisation des terres afin de garantir une utilisation nette zéro des terres dans la zone urbaine de Berlin. À priori, le « Plan Climat » part du principe que des efforts beaucoup plus importants doivent être consentis pour que le principe de la ville éponge soit effectif et que les conséquences des fortes pluies soient limitées. Il est nécessaire de réformer en profondeur les réglementations existantes en matière de construction de l’État. Il devrait être stipulé que la végétalisation des façades et des toitures est autorisée, et que la création de gravillons et de rocailles sur les terrains privés et publics est interdite. Les jardins de gravier existants devaient être démantelés avec effet rétroactif pendant cinq ans. À cette fin, un addendum à la loi sur la conservation de la nature et un amendement à l’ordonnance sur la construction de l’État (en particulier à l’article 8) doivent être créés. En outre, l’administration sénatoriale compétente devrait chaque année mettre en adjudication 5 % des aires de stationnement existantes pour l’ouverture, le verdissement et l’utilisation de jardins urbains, et élaborer un programme d’action pour protéger les zones humides et les landes de Berlin, qui comprend également le déplacement d’installations sportives, la dissolution de jardins familiaux et l’achat de terres privées autorisé dans les zones protégées.

Conclusion

Dans le cadre d’une planification et d’un développement urbains tournés vers l’avenir, de nombreuses villes en Allemagne et ailleurs dans le monde ont fait face aux conséquences du changement climatique et à l’augmentation probable des événements de fortes précipitations. Les autorités locales chargées de l’urbanisme ont souvent repris des idées qui leur étaient présentées de diverses manières, mais aucune autre approche conceptuelle n’a été poursuivie. Des mesures visant à réduire le risque de dommages causés par de fortes précipitations ont été mises en œuvre dans les bâtiments existants et dans les plans en attente. Celles-ci vont des toits verts et des aménagements du réseau d’égouts aux installations de stockage d’eau, en passant par la construction de bassins de rétention des eaux pluviales et de zones de rétention temporaires telles que des terrains de sport et l’utilisation alternative de routes ou de tunnels comme voies d’eau de secours.

Les discours des cercles d’experts en urbanisme ont en revanche souligné que les villes devaient être considérées comme un tout dans leur vulnérabilité aux effets du changement climatique. Le discours relativement répandu sur la durabilité, qui s’est avéré trop vague, a cédé la place à des approches plus ambitieuses qui appellent à une augmentation de la résilience urbaine et à un changement fondamental du cadre de la planification urbaine. En plus d’un niveau d’information constamment élevé sur les éventuels impacts climatiques, cela inclut également la coordination des différents acteurs et la participation de la population de la ville à toutes les mesures. La politique climatique urbaine est comprise comme un processus de transformation à long terme basé sur une large participation, qui affecte à la fois l’environnement bâti et les actions de la société urbaine. À cela s’ajoutent des changements dans la matérialité de l’espace urbain, à la fois par une planification urbaine respectueuse du climat et par un nouveau discours sur le développement urbain, dans lequel les aspects de la protection du climat et de l’adaptation au climat doivent être de plus en plus inclus comme des éléments évidents.

Les exemples concrets montrent comment un rapprochement entre l’urbanisme au quotidien, la politique locale, l’expertise scientifique et la citoyenneté peut à nouveau avoir lieu. L’application pratique du concept de ville éponge mène vers une conception de la planification plus globale, à long terme et holistique, dans laquelle on ne se contente pas de prendre des mesures individuelles en fonction de l’opportunité disponible. Au contraire, comme le montre notamment l’exemple de Berlin, un haut niveau d’information du public et un environnement politique ambitieux permettent de développer une dynamique productive entre les nécessités scientifiquement reconnues de l’adaptation au climat et la gestion de l’aménagement urbain et de l’urbanisme, ce qui entraîne une large acceptation sociale qui permet d’en faire plus. Cependant, la critique existante montre aussi que les limites d’une nouvelle transformation de la ville ne peuvent se faire sans une modification du cadre social. Ceci s’applique en particulier à l’imperméabilisation supplémentaire de la surface grâce à une nouvelle construction. Une problématisation de ce développement n’a pas dépassé les discours spécialisés et est toujours considérée comme un tabou politique car elle remettrait en cause le droit tacite à la propriété du logement.

Le concept de ville éponge se déplace donc dans un espace discursif dans lequel un lien plus fort avec des politiques holistiques abordant le changement climatique dans son ensemble reçoit plus d’approbation, mais dans lequel, en même temps, les conflits sociaux autour de la question des charges causées par le besoin d’adaptation sont sans réponse. Il a beaucoup plus de chances d’avoir un impact important que les concepts plus vagues de durabilité et de résilience. La ville éponge n’offrira pas d’entrée dans un processus de transformation globale des villes, également parce qu’elle n’aborde pas le problème de la justice environnementale.

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[1] Voir, entre autres, Allam Z. (2020). Cities and climate change: Climate policy, economic resilience and urban sustainability, Cham, Palgrave ; Jabareen Y. (2015). The risk city: Cities countering climate change; emerging planning theories and practices around the world, Dordrecht, Springer ; Hughes S. (dir.). (2018). Climate change in cities: Innovations in multi-level governance, Cham, Springer ; Bartlett S. (dir.). (2016). Cities on a finite planet: Towards transformative responses to climate change, London, Routledge ; Jones S. (2018). Cities responding to climate change: Copenhagen, Stockholm and Tokyo, Cham, Palgrave.

[2] Par exemple, Pandey VP. (2021). Water, climate change, and sustainability, Newark, John Wiley & Sons ; Thokchom B (dir.). (2021). Water conservation in the era of global climate change, Amsterdam, Elsevier ; Teegavarapu RS (dir.). (2021). Climate change-sensitive water resources management, Boca Raton, CRC Press ; Bradbury M. (2021). Water city: Practical strategies for climate change, Oxon, Routledge.

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[8] Op. cit.

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[34] Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR). (2015). Überflutungs- und Hitzevorsorge durch die Stadtentwicklung: Strategien und Maßnahmen zum Regenwassermanagement gegen urbane Sturzfluten und überhitzte Städte, Bonn, BBSR.

[35] Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung. (2019). Überflutungs- und Hitzevorsorge durch die Stadtentwicklung: Strategien und Maßnahmen zum Regenwassermanagement gegen urbane Sturzfluten und überhitzte Städte, Bonn, BBSR, p. 39.

[36] Ministère d’État bavarois pour l’environnement et la protection des consommateurs (StMUV), 2020.

[37] Hamburg Wasser. (2022). Wie Hamburg zur Schwammstadt wird [En ligne].

[38] Polistina F. (2021). « Wenn die Stadt zum Schwamm wird », Süddeutsche Zeitung, 21 septembre. [En ligne].

[39] Berliner Wasserbetriebe. (2022). Schwammstadt Berlin [En ligne].

[40] Klimaliste Berlin. (2021). Klimaplan Berlin. Plan für ein klimagerechtes Berlin bis 2030 [En ligne].