La ville, un territoire partagé

Les territoires occupés par les hommes sont aussi ceux de nombreuses autres espèces. Comme nous, les oiseaux, hérissons et autres écureuils dépendent de la capacité des paysages à supporter leurs mouvements, leur permettant ainsi d’accéder à tout ce dont ils ont besoin pour vivre au quotidien. Tous, nous devons manger, boire, nous reposer, et tous, pour choisir et habiter un lieu, devons avoir accès à suffisamment de ressources et ne pas risquer notre vie à chacune de nos sorties. Cette capacité des paysages à supporter les mouvements des individus, humains ou animaux, est ce qu’on appelle la connectivité du paysage. Chaque espèce a sa propre connectivité, car chacune a son propre régime alimentaire, son type d’abri, son propre mode de locomotion, et sa propre capacité de mouvement.

Les chemins des uns, les barrières des autres

Depuis des dizaines de milliers d’années, les humains modifient les paysages pour les adapter à leurs besoins et à leur capacité de déplacement. Ils construisent des abris dans les lieux où l’accès à la nourriture et à l’eau est facilité, organisé, et même planifié. Dans les villes d’aujourd’hui, la mobilité, et donc l’accessibilité aux différents services depuis le domicile, est planifiée de façon à améliorer la connectivité de la ville pour ses habitants humains. Mais les chemins et les abris des uns sont parfois les barrières des autres. Le hérisson ne peut ni traverser nos maisons ni nos clôtures, celles-ci rendant souvent les petits jardins clôturés des centres-villes inhabitables pour ces animaux. La configuration spatiale de ces ressources et de ces obstacles détermine donc où les animaux peuvent circuler et s'établir. Ainsi, le développement des activités humaines altère énormément la connectivité du paysage de nombreuses autres espèces, au point que la connectivité pour la biodiversité devienne aujourd’hui un enjeu majeur de sa préservation.

La nature dans la ville : une priorité politique

Face à ces enjeux, les politiques publiques ont commencé à agir. En France, la Trame Verte et Bleue (TVB), instaurée par la Loi Grenelle II en 2010, est l'un des outils nés de cette prise de conscience. Ce cadre national se décline ensuite à l'échelle de chaque territoire. À Angers par exemple, et plus largement dans les villes, la TVB est mobilisée pour identifier, préserver et renforcer les continuités écologiques. Le développement des TVB urbaines vise des objectifs allant bien au-delà de la préservation de la biodiversité, par exemple pour améliorer le cadre de vie, adapter la ville au changement climatique par la végétalisation des espaces, ou pour faciliter le développement des mobilités douces en fournissant des chemins plus adaptés au vélo ou à la marche.

Cependant, pour planifier efficacement ces trames, il faut d’abord pouvoir les localiser et les quantifier. Les chercheurs en écologie ont développé des méthodes qui permettent de comprendre et visualiser où habitent les animaux, quels chemins ils suivent pour se déplacer dans leur domaine vital – l’ensemble des lieux qu'un individu fréquente dans son quotidien et quelles distances il parcourt. Parmi ces méthodes, les outils de modélisation de la connectivité sont utiles pour cartographier, pour chaque espèce d’intérêt, les chemins que les individus emploient préférentiellement en fonction de la résistance des éléments du paysage, la résistance reflétant le niveau de difficulté à traverser un élément pour un individu de l’espèce cible. Par exemple, un hérisson ne pouvant passer au-dessus d’une maison, le bâti est très résistant à son mouvement, il a une grande valeur de résistance. Dans le cas d’un oiseau, la résistance du bâti pourrait être moins importante mais tout de même exister, car s’envoler plus haut nécessite davantage d’énergie.

Tracer les chemins de la faune urbaine

Les outils de modélisation basés sur la méthode du moindre coût utilisent en entrée une carte d'occupation du sol (Figure 1) qui permet de localiser les taches de ressources ainsi que les éléments pouvant jouer un rôle de barrière. L'utilisateur attribue une valeur de résistance à chacune de ces catégories, puis définit la distance maximale de connexion entre les taches de ressource. Le modèle construit ensuite un réseau de liens connectant les nœuds — les taches de ressources — en sélectionnant, pour chaque paire, le chemin dont la résistance cumulée est la plus faible parmi tous les itinéraires possibles. Tout lien excédant la distance maximale que l'espèce peut parcourir entre deux taches est supprimé du réseau. Une fois le réseau construit, il est possible de calculer un certain nombre de variables qui renseignent sur l’importance des nœuds et des liens pour la connectivité du réseau, mais aussi sur le niveau de connectivité globale du territoire pour l’espèce étudiée.

Figure 1 : Comment modélise-t-on les déplacements d'un merle en ville ? Ici, à partir d'une carte du quartier Belle-Beille à Angers, le modèle identifie d'abord les zones de végétation favorables au merle (en vert sur la carte a), puis calcule les chemins les plus praticables (les moins résistants au mouvement) pour relier ces zones entre elles (les lignes colorées en bleues sur la carte b). Plus un obstacle est difficile à franchir — un immeuble de grande hauteur par exemple — plus il pèse dans le calcul. Les chiffres indiqués correspondent aux valeurs de résistance : plus le chiffre est élevé, plus l'élément est difficile à traverser pour le merle (le bâti de grande hauteur atteint ainsi une valeur de 1000, contre 10 seulement pour un bâtiment de moins de 10m). Le résultat : un réseau de trajets préférentiels, comme un plan de métro… mais pour les oiseaux."

Oui, mais il y a un mais…

Ces approches de modélisation sont très utiles pour cartographier les continuités écologiques. Cependant, leur mise en œuvre à des fins de planification urbaine est fortement limitée par le manque de données de paramétrage du modèle, c’est-à-dire l’identification des occupations du sol servant de ressources, les valeurs de résistances des occupations du sol, et les distances maximales de déplacement entre les taches de ressources — et ce pour une grande majorité d'espèces. Ainsi, l’outil existe, mais l’absence de ces données de paramétrage limite fortement son applicabilité par les urbanistes pour les appliquer à leur ville et leurs espèces d’intérêt. Récemment, une étude menée par Lisa Merkens (doctorante de l’Université Technique de Munich, Allemagne) et Anne Mimet (Maîtresse de conférences à l’Université d’Angers) a proposé une nouvelle approche permettant de définir ces données à partir d’observations de mouvement ou d’images de caméra trap, accessibles facilement et à faible coût. Elles ont appliqué cette méthode à la paramétrisation puis à la modélisation de la connectivité du merle noir dans la ville de Munich, en Allemagne.

Le projet VitalConnect à Angers

Le projet VitalConnect, financé par la région Pays de la Loire dans le cadre de son outil de financement PULSAR (2024-2026), avait pour ambition de généraliser cette approche de paramétrisation et modélisation en testant son applicabilité à la ville d’Angers. A partir d’une carte d’occupation du sol à haute résolution (50 cm) et de données d’observation du merle noir en vol au-dessus des rues d’Angers, il a permis d’identifier les ressources nécessaires au merle pour s’installer et d’estimer la valeur de résistance des différents éléments du paysage et la distance maximale que le merle accepte de parcourir entre les taches. Malgré l’ubiquité du merle et ses capacités de vol, il ressort de ces analyses une résistance du bâti qui croît avec sa hauteur, les oiseaux passant facilement au-dessus des bâtiments de moins de 10 m, mais ensuite de moins en moins facilement au-dessus des bâtiments de plus de 10m. De la même façon, à Angers, les rues et le trafic associé ne semblent pas constituer de barrière au mouvement, contrairement aux résultats trouvés dans d’autres villes.

Figure 2 : Carte de connectivité du domaine vital du merle noir pour la commune d’Angers. Les zones en vert représentent les espaces qui soutiennent le mieux les déplacements quotidiens du merle noir. Plus la couleur est intense, plus l'espace supporte la connectivité. Ce type de carte permet d'identifier concrètement où agir en priorité pour préserver ou restaurer les continuités écologiques en ville.

Et après ?

Ces travaux offrent aux planificateurs urbains un nouvel outil pour intégrer plus facilement les besoins des autres habitants de la ville à leurs décisions. Ils pourraient guider les aménageurs dans leurs choix : où planter des arbres, où éviter de construire, comment concevoir des espaces verts vraiment utiles à la biodiversité. Et le merle noir n'est qu'un début : demain, ce sont peut-être l’écureuil roux ou la chauve-souris qui auront leur propre carte de connectivité. VitalConnect ouvre la voie à une ville pensée pour tous ses habitants, à plumes, à poils… ou à deux roues.

Contributeurs à ce travail de recherche

Anne Mimet (Maitresse de conférences, Université d’Angers), Lisa Merkens (doctorante, Université Technique de Munich), Damien Gourmelon (stagiaire de Master 2, Université d’Angers), Meret Pundsack (doctorante, Université Technique de Munich).