La nécessaire protection des sols pour atteindre la neutralité carbone

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Préambule: ZAN et stockage du carbone dans les sols

Les derniers rapports du GIEC ont rappelé et souligné le rôle très important des sols dans la recherche d’une balance CO2 moins catastrophique, du fait des stocks qu’ils recèlent et des variations en plus ou en moins qui peuvent y être apportées. Cette dimension a ainsi été prise en compte dans la Stratégie Nationale Bas Carbone (SNBC) particulièrement dans sa dernière version (21 avril 2020). De façon assez surprenante ce critère n’a aucunement été pris en compte dans les travaux législatifs et réglementaires qui ont énoncé et traduit l’objectif de Zéro Artificialisation Nette (ZAN).

L’article d’Éloïse Deshayes présenté ci-dessous, s’appuyant en particulier sur des travaux de La Fabrique de la Cité, montre à quel point une telle disjonction est préjudiciable pour la recherche des meilleurs arbitrages concernant l’affectation des sols. Les ordres de grandeur qui y sont cités sont clairs : la question n’est pas marginale mais centrale.

Pour autant, l’article n’épuise pas le sujet. S’il montre bien que les effets de l’artificialisation des sols, à surface égale, diffèrent fortement selon la nature avant artificialisation des sols concernés, il ne traite pas des effets différenciés selon les formes que prend cette artificialisation —imperméabilisation ; densité ; part des espaces “en pleine terre” ; couverture végétale de ces espaces –. Ce discernement n’est pas moins essentiel pour l’affinement et la mise en œuvre du contingentement de l’artificialisation.

Sur ce sujet, qui devrait prendre une place croissante dans la réflexion, Fonciers en Débat espère que d’autres contributions lui seront proposées et les accueillera avec avidité .


« La terre est un puits de carbone. Quand elle est artificialisée, elle joue moins son rôle de captation de carbone. Dans notre décarbonation de l’économie, le ZAN a toute sa part ». Invité le 20 avril dernier par La Fabrique de la Cité à un webinaire consacré au zéro artificialisation nette des sols (ZAN), Laurent Morel, associé de Carbone 4 et Vice-président du Shift Project, rappelait la nécessité d’utiliser tous les leviers à notre disposition pour décarboner notre économie. Parmi ces leviers, la limitation de l’artificialisation est posée aujourd’hui au premier plan.

Le sujet fait l’objet d’une note de La Fabrique de la Cité sur l’objectif de zéro artificialisation nette des sols[1] qui vise à mettre en évidence le rôle des sols pour atteindre la neutralité carbone : en limitant l’artificialisation et en obligeant à la révision des documents d’urbanisme, le ZAN pourrait constituer un levier afin de protéger les stocks de carbone, présents et futurs, contenus au sein des sols. Il permet de reconsidérer le foncier en tant que réalité physique, alors que dans la conception collective générale il n’est souvent qu’une une abstraction juridique, économique, politique. Dans la mise en œuvre de la loi Climat et résilience par les collectivités territoriales, rien n’est prévu pour prioriser le rôle climatique des sols dans les politiques d’aménagement.

Se référant notamment au webinaire du 20 avril 2022 et aux travaux de la Fabrique de la cité, cet article vise tout d’abord à montrer l’importance du sol dans la lutte contre le changement climatique. Dans une seconde partie il formule quelques propositions pour en tenir compte.

Un constat : le réchauffement climatique se joue en partie « sous nos pieds »

Il convient, en préambule, de rappeler quelques définitions :

  • Les réservoirs ou puits de carbone désigne les endroits de notre environnement ou le carbone est présent. A l’échelle planétaire, l’atmosphère, la biosphère (végétaux, animaux et autres organismes vivants), la lithosphère (sols et sous-sols) et l’hydrosphère (mers, océans, lacs et rivières) sont les principaux réservoirs de carbone[2]
  • Le stock de carbone organique : « Le stock de carbone organique est la quantité totale de carbone contenue dans un volume de sol donné »[3]. Cette quantité est généralement exprimée en tonne par hectare (t/HA).
  • Le stockage de carbone : « Le stockage de carbone organique est l’augmentation du stock de carbone dans le temps »[4]. Cette notion s’oppose au déstockage qui est une diminution du stock de carbone dans le temps.
  • La séquestration du dioxyde de carbone (CO2) : « La séquestration de carbone dans le sol est le retrait net de CO2 de l’atmosphère résultant du transfert de son carbone dans des compartiments à temps de renouvellement lent du carbone organique du sol »[5]. Cette notion implique un stockage à très long terme du carbone. C’est la séquestration qui est visée par les textes nationaux et internationaux et qui est considérée comme une source d’émissions négatives.

A l’échelle mondiale, les sols stockent deux à trois fois plus de carbone que ce qui est présent dans l’atmosphère. En France, les 30 premiers centimètres du sol concentrent 3 à 4 milliards de tonnes de carbone. En effet, les sols agissent comme un lieu de stockage de carbone ou une séquestration. Naturellement, ils captent davantage de CO2 qu’ils n’en émettent dans l’atmosphère, contribuant directement à l’atténuation du changement climatique. Cependant, cette capacité d’absorption varie selon les usages passés et actuels de ces sols par les humains (Figure 1). Les sols stockant le plus de carbone sont les forêts et les prairies permanentes.

Figure 1 : Niveau des stocks de carbone organique, selon l’affectation des sols en France, estimation pour 2011
Source : GIS sol dans ADEME (2014) Carbone organique des sols. L’énergie de l’agro-écologie, une solution pour le climat, Connaitre et Agir, ADEME Editions

Selon la Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC)[6], « l’artificialisation des sols est un sujet à très fort enjeux pour l’atteinte de la neutralité carbone ». Cette stratégie prévoit d’ailleurs de soutenir l’augmentation de leur capacité à capter du carbone. Cependant, selon le Haut Conseil pour le Climat, les tendances actuelles des capacités de stockage des sols, statistiquement appelé « Utilisation des terres, changement d’affectation des terres et foresterie » (UTCATF) dans le cadre des inventaires nationaux d’émissions de gaz à effet de serre, sont en diminution depuis 2006. Trois phénomènes sont avancés pour expliquer cette tendance : (1) la diminution considérable de la capacité de stockage des forêts, (2) la diminution plus faible mais tout de même marquée des capacités de stockage des prairies et (3) les émissions croissantes issues de l’artificialisation. L’artificialisation induit un processus de décapage, c’est-à-dire que le fait d’enlever les premières couches du sol entraine un fort déstockage. En 2019, cela représentait une augmentation de 2,7 % des émissions annuelles françaises de carbone. Il apparait alors nécessaire de protéger cette capacité des sols à être un puits de carbone afin de remplir les objectifs de la SNBC.

Des propositions pour contribuer à l’amélioration de la situation carbone de notre territoire

Tirant des enseignements de l’étude de l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE)[7] et du webinaire du 22 avril 2022, la Fabrique de la Cité formule plusieurs propositions pour améliorer la situation carbone de notre territoire.

Protéger les sols et maximiser les stocks de carbone

Selon l’étude de l’INRAE, l’objectif est double. D’une part, il s’agit de protéger les sols contenant les stocks de carbone les plus importants, en particulier les sols forestiers, les prairies permanentes et les zones humides. Les protéger, c’est aussi protéger leur capacité future à stocker le carbone. D’autre part, il s’agit de faire augmenter ce stockage carbone.

Cette augmentation est considérée comme un levier majeur pour atteindre la neutralité carbone, tant par la SNBC que par les membres du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). Ils préconisent notamment la mise en œuvre d’une série de pratiques principalement agricoles.  Dans cette optique, et dans le sillage de l’Accord de Paris (2015), la France a lancé l’initiative internationale « 4p1000 » visant à augmenter de 0,4 % par an le stockage carbone des sols mondiaux. Comme l’explique l’agronome Cédric Le Guillou, dans le webinaire « au-delà de réduire nos émissions, il y a la nécessité de capter du CO2, d’en retirer de l’atmosphère. Pour ça, il y a des approches technologiques […] et des approches biologiques où les sols vont prendre toute leur part ». En effet, une telle augmentation du niveau de stockage par les sols serait équivalente à l’augmentation annuelle des émissions de gaz à effet de serre, permettant donc de compenser leur augmentation. « Toute variation à la baisse ou à la hausse du carbone dans le sol va impacter directement la concentration de CO2 de l’atmosphère, et donc le climat » ajoute-t-il.

Ainsi, les politiques visant à augmenter les stocks de carbone paraissent complémentaires à celles protégeant les sols. La SNBC indique clairement que c’est bien par la mise en œuvre de politiques multiples que la capacité des terres à capter du carbone augmentera.

Sur le graphique ci-dessous est indiqué l’évolution de 1990 à 2018 du puits de la forêt et du secteur des terres, soit l’évolution de la capacité des sols à stocker du carbone, et une projection réalisée par la SNBC et matérialisée par le trait en pointillé. Ce secteur, appelé statiquement « Utilisation des Terres, Changement d’Affectation des Terres et Forêt (UTCATF) » dans le cadre des inventaires nationaux d’émissions de gaz à effet de serre, reflète notamment les émissions et absorptions liées à l’utilisation des sols et à leurs changements d’utilisation [8].

Figure 2 : Historique et projection du puits de la forêt, du secteur des terres et des produits bois entre 1990 et 2050
Source : Stratégie Nationale Bas Carbone, p. 187

Ce graphique permet de voir qu’entre 1990 et 2000, la capacité de stockage des forêts s’est fortement accrue, ce qui est notamment dû à leur expansion spatiale. Depuis, cette capacité est irrégulière et en forte baisse. On peut identifier de multiples facteurs à l’origine de cette tendance, tels que l’artificialisation, le taux de prélèvement bois, les feux de forêt, la propagation de maladies, les tempêtes, etc. Face à ce constat, la SNBC prévoit de renverser la tendance et d’atteindre un stock de 76 millions de tonnes éq. CO2 en 2050. Pour parvenir à un tel résultat, elle propose trois moyens complémentaires : l’augmentation du stockage carbone des terres agricoles, la gestion forestière et la mise en place du ZAN à l’échéance de 2050.

Ainsi, les stocks de carbone présents dans les sols devraient directement être pris en compte dans le cadre de la mise en œuvre du ZAN. Cette considération doit être intégrée de manière transversale dans un ensemble de politiques sectorielles, et notamment dans les politiques publiques agricoles.

Partant de ces constats, La Fabrique de la Cité formule deux axes d’amélioration.

Placer l’objectif ZAN au service de la neutralité carbone

Elle propose de recentrer l’objectif zéro artificialisation nette de sols au service de la neutralité carbone. A ce titre, un point de la loi Climat et résilience étonne : le lien entre lutte contre l’artificialisation des sols et Stratégie Nationale Bas Carbone n’est pas effectué. Si l’article 192 de la loi vise à protéger les « fonctions biologiques, hydriques et climatiques, ainsi que le potentiel agronomique » des sols, il ouvre la voie à une pluralité d’objectifs et ne hiérarchise pas les priorités. Ainsi, nous défendons l’idée que recentrer la lutte contre l’artificialisation des sols autour de sa fonction climatique permettrait de renforcer le portage politique du ZAN, mais également de le rendre plus opérationnel et mesurable, grâce à la métrique carbone. Comme précisé par Cédric Le Guillou, cette priorisation « semble avoir du sens car le carbone est mesurable par rapport à d’autres enjeux ». La possibilité de mesurer la quantité de carbone présente dans le sol « confirme une fois de plus l’extraordinaire qualité du carbone comme instrument de mesure de l’empreinte écologique au sens large » ajoute Laurent Morel. Evidemment, cette priorité donnée au carbone ne revient pas à évincer l’importance des autres fonctions, mais à les considérer sous l’angle des co-bénéfices.

Dans la même optique, nous pensons qu’il est nécessaire de faire évoluer la définition de la compensation et de mettre l’objectif climatique au cœur de la séquence « Eviter-Réduire-Compenser » (ERC). En 2050, la loi imposera de compenser toute nouvelle surface artificialisée. Dans le cadre du ZAN, elle prévoit que le solde net résultera de la différence entre l’artificialisation et la désartificialisation. C’est-à dire que pour compenser l’artificialisation d’une parcelle, il faudra désartificialiser une parcelle équivalente. On remarque que cette mesure se concentre sur un indicateur de surface et qu’il n’est en aucun cas question de compenser le carbone déstocké. Pourtant, comme vu précédemment, selon les types de destinations, le stockage carbone peut être extrêmement différent. De plus, la loi ne prend pas en compte le temps long nécessaire, de plusieurs dizaines d’années, pour qu’une surface de terrain stocke du carbone. Pour mettre la compensation en cohérence avec l’objectif de neutralité carbone, la Fabrique de la Cité suggère que les mesures de compensation puissent également compenser le déstockage de carbone issu de l’artificialisation.

Faire des documents d’urbanisme un moyen de prise en compte du stockage carbone

La loi Climat et Résilience impose la révision des documents d’urbanisme pour y insérer l’objectif de zéro artificialisation nette des sols pour 2050, mais aussi l’objectif de division par deux de la consommation d’espaces naturels, agricoles et forestiers (ENAF) d’ici 2031. On remarque que la loi n’apporte aucune indication qualitative et se concentre sur des objectifs quantitatifs. Or, construire moins peut être l’occasion de construire mieux et de prêter une attention particulière aux terrains choisis pour être artificialisés.

La loi prévoit que l’objectif ZAN soit pris en compte dans les documents d’urbanisme à différentes échelles, au sein des Schémas de cohérence territoriale (SCOT) et aussi à l’échelle la plus opérationnelle des Plans locaux d’urbanisme (PLU). Afin de protéger les sols avec un taux de carbone élevé, ces derniers pourraient, par exemple, orienter la définition du zonage afin de protéger les sols d’une plus grande qualité et donc de limiter l’impact carbone de la consommation d’espaces. Pour une protection concrète de ces espaces, il serait utile que les orientations d’aménagement prioritaires (OAP) aient la possibilité de définir des zones à protéger en priorité de l’urbanisation en raison du niveau de leur stockage carbone ou de leur potentiel de stockage additionnel. Également, tout espace nouvellement déclaré comme zone à urbaniser (AU), dans le cadre de la révision ou de l’élaboration d’un PLU(-i), pourrait faire l’objet d’un diagnostic évaluant le stock présent et le potentiel de stockage carbone additionnel de l’espace en question.

Il est nécessaire de donner aux collectivités les moyens de connaitre les stocks de carbone présents sur leur territoire (via le développement de dispositifs tels que celui d’ALDO de l’ADEME) mais aussi les moyens de les protéger. Pour cette raison, La Fabrique de la Cité propose la création d’un nouvel outil intitulé « Protection des espaces à fort potentiel carbone (PEFPC) » sur le modèle des PENAP (Protection des espaces naturels et agricoles périurbains), permettant aux collectivités de protéger des espaces sur le très long terme. Ce nouvel outil permettrait, contrairement aux PENAP, de ne pas se limiter aux seuls sols périurbains et de pouvoir protéger les sols forestiers

Ainsi, de nombreuses mesures complémentaires permettraient d’aligner les objectifs quantitatifs du ZAN avec l’objectif de neutralité carbone et de donner plus de cohérence à la loi Climat et résilience. Pour poursuivre : Elaborer une vision stratégique de l’aménagement du territoire

Par la réduction de l’artificialisation qu’il induit, l’objectif ZAN permettra automatiquement de réduire les émissions directes liées au déstockage de carbone. Mais cet objectif s’inscrit aussi dans une approche systémique de long terme visant à développer des formes urbaines moins émettrices en carbone. Le ZAN vient ainsi renforcer de nombreux dispositifs existants visant à la densification des tissus urbains, à la rénovation des logements vacants, à la réhabilitation des friches, etc.

Si ces mesures sont en concordance les unes avec les autres, les mettre en œuvre simultanément peut être source d’une certaine complexité. Cela suscite de nombreux questionnements pour les élus locaux, les acteurs du territoire et les habitants. Julien Chambon, maire de la ville d’Houilles et intervenant lors du webinaire du 20 avril précise : « Nous avons la responsabilité de traduire ces enjeux auprès de nos habitants, pour qu’ils se les approprient et que nous puissions en débattre ensuite collectivement ». Il est notamment question de savoir comment adopter de nouvelles stratégies de développement face à ces nouvelles réglementations. Ces acteurs demandent à être accompagnés pour construire une nouvelle vision stratégique de l’aménagement du territoire, répondant aux enjeux écologiques, sociaux et économiques. « Il faut débattre à l’échelle de chaque territoire afin d’atteindre cet objectif d’intérêt général » ajoute le maire. Pour répondre à ces interrogations, La Fabrique de la Cité explorera deux axes dans des publications à venir : comment la constitution d’un marché des droits à artificialiser peut-elle faciliter la mise en œuvre opérationnelle de cette politique ; comment le développement de nouvelles stratégies foncières permettrait de concilier cet objectif avec les besoins économiques et sociaux des territoires.


[1] Note du 07.04.2022, L’élaboration d’une politique zéro artificialisation nette des sols au service de la Stratégie Nationale Bas-Carbone
[2] Définition du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
[3] INRA, « Stocker du carbone dans les sols français – Quel potentiel au regard de l’objectif 4 pour 1000 et à quel coût ? Synthèse du rapport d’étude », novembre 2020, p.9
[4] INRA, p.10
[5] INRA, p.10
[6] Adoptée pour la première fois en 2015 par le Ministère de la transition écologique et solidaire à la suite de la Loi de Transition Energétique pour la Croissance Verte n° 2015-992, la SNBC donne en 2020 une feuille de route pour la France qui vise d’atteindre la neutralité carbone en 2050
[7] INRA (2019) Stocker du carbone dans le sol français, rapport pour l’ADEME et le ministère de l’agriculture et de l’alimentation
[8] Définition de l’INSEE