Explorer les méthodologies pour comprendre la ville vivante

“Pour transposer le concept de ville-métabolisme en une méthodologie de projet, PCA-STREAM a recours à des approches partenariales mobilisant un écosystème d’experts dans des processus d’intelligence collective. […] C’est un ensemble de phénomènes complexes qui s’ouvrent ainsi à l’exploration via une approche plus systémique. Cette approche forme en soi un imaginaire, qui a des effets sur nos manières de nous représenter la ville, ses projets, et les formes d’interaction. De fait, la mise en application de cette approche au fil des projets de l’agence et son appropriation par le système d’acteurs mobilisés participe à définir en pratique la métaphore de la ville-métabolisme.”

C’est ainsi que nous présentions il y a quelques mois (Aux racines de la ville-métabolisme, PCA-STREAM, 2022) un travail au long cours sur la notion de “ville-métabolisme”. Les expérimentations théoriques menées par l’agence PCA-STREAM autour de cette idée placent le vivant au cœur d’un nouveau paradigme, pour aborder notre rapport à un monde complexe (Métabolismes urbains, conjuguer des approches complexes, Philippe Chiambaretta, 2018).

Expérimenter les méthodologies existantes : cycles de vie et métabolisme urbain

Deux méthodologies existantes sont actuellement mobilisées simultanément par l’agence sur les projets à échelle urbaine : l’analyse du cycle de vie (ACV) et l’analyse du métabolisme urbain.
L’ACV évalue les impacts environnementaux d’un produit ou d’un système de produits au cours de son cycle de vie, avec une approche multicritère. Ce « système de produits », par addition, peut s’agencer à l’échelle bâtimentaire ou urbaine. Le métabolisme urbain se définit quant à lui comme un outil de comptabilité des flux d’énergies et de matières (entrants, sortants et stockés) nécessaires au fonctionnement d’une portion de territoire, dont l’échelle peut là aussi varier.

À brosser rapidement leur portrait dans un contexte de conception urbaine, toutes deux pourraient sembler redondantes. Mobilisant la métaphore du vivant, toutes deux cherchent en effet à analyser les différentes étapes de la vie d’un objet donné (matériau, bâtiment, quartier, ville). Cette analyse passe par la quantification des flux de matière, d’énergie, d’eau, de déchets, qui incombent à leur évolution “du berceau à la tombe”, c’est-à-dire de l’extraction de leur matière première à leur mort (par destruction, recyclage ou réemploi). De fait, ces deux méthodologies mobilisent des données d’entrée relativement similaires, ayant trait aux volumes et compositions des matériaux mis en œuvre. Enfin, toutes deux ont pour objectif de mieux comprendre les effets quantifiables dudit objet bâti sur l’environnement, mettant en avant les points noirs (et donc en creux, les leviers d’amélioration possible) à destination du concepteur.

Pourtant, analyse de cycle de vie et métabolisme urbain ne recouvrent pas tout à fait les mêmes enjeux. Sans avoir ici la prétention d’une analyse comparative stricte, il semble toutefois intéressant de soulever certains aspects sur lesquelles elles diffèrent, afin d’en extraire tout l’intérêt pour le projet ; à savoir : la prise en compte de la durée de vie, la prise en compte des activités humaines induites par le projet, la représentation graphique induisant la comparabilité des résultats et la prise en compte des aspects qualitatifs et sociétaux associés.

Prendre en compte la temporalité des systèmes étudiés

Longtemps qualifiée d’expérimentale, la normalisation internationale de l’ACV dans les années 1990 en fait aujourd’hui un outil de référence, permettant l’harmonisation des méthodes et la formulation d’études comparatives.

Selon la Règlementation Environnementale 2020 (RE2020), le calcul d’une ACV se réalise sur 50 ans, considérant que c’est la durée de vie moyenne d’un bâtiment. Cette durée implique la prise en compte des impacts environnementaux du remplacement des produits ayant une durée de vie plus courte.

L’analyse du métabolisme urbain, moins normée car non règlementaire, observe généralement une unité temporelle plus courte, d’une année. Cette unité primaire intègre une pondération, permettant d’inclure au cas par cas la durée de vie et le nécessaire remplacement de chaque sous-élément constitutif. Ainsi, le métabolisme urbain nous donne à observer une sorte d’année type, qui comporte en son sein l’ensemble des cycles de vie composant de manière intriquée le territoire observé.

Représentation graphique et comparabilité des résultats : un outil pour le projet

Cette unité temporelle primaire peut sembler permettre une moins grande précision quant aux impacts des différents cycles de vie de chaque constituante sur l’environnement. En travaillant dans un détail plus fin, elle permettrait toutefois un réajustement dans le temps : l’ACV sur 50 ans considérant souvent que les consommations sont les mêmes chaque année, ce qui est peu probable au vu de l’évolution du mix énergétique.

Aussi, l’unité temporelle primaire a pour avantage de permettre une représentation graphique qui lui est traditionnellement associée : le diagramme de Sankey. Il s’agit d’un diagramme de flux, constitué de flèches dont l’épaisseur est proportionnelle au volume représenté. Particulièrement efficace pour donner à lire des processus origine-destination, il met en évidence les transferts, les gains et les pertes.

Dans le cadre d’un projet urbain, l’une des applications de cette représentation pourrait être de donner à ces flèches une cohérence spatiale, permettant non seulement de quantifier les flux mais de localiser l’origine des intrants, la localisation de leur stock, et la destination des extrants. Ce type de représentation graphique rappelle d’ailleurs les origines mêmes de ce diagramme qui, bien avant que l’irlandais Matthew H.P.R. Sankey ne l’ait utilisé pour illustrer l’efficacité énergétique d’une machine à vapeur (1898), fut exploré par l’ingénieur Charles Joseph Minard à l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (Rendgen, 2020).

“Mes cartes ne se contentent pas de montrer, elles comptent, elles calculent pour l’œil ; c’est là le point crucial, l’amendement que j’ai introduit par la largeur des zones dans mes cartes figuratives et par les rectangles dans mes tableaux graphiques.” (Charles-Joseph Minard, 1861)

Bien que moins adaptée à la comparaison quantitative, l’utilisation de ce type de graphique constitue un outil de datavisualisation puissant, rendant plus compréhensibles les liens de cause à effet directement liés au projet urbain, et ouvrant vers des considérations davantage qualitatives.

Quelle prise en compte des aspects qualitatifs et sociétaux ?

Car s’il y a bien un point sur lequel ACV et analyse de métabolisme urbain se rejoignent, et montrent leur limite méthodologique, c’est bien leur approche exclusivement quantitative des cycles de vie qu’elles analysent.

À ce titre, l’utilisation de l’ACV comme seule méthodologie normative est souvent mise en défaut, car centrée sur la quantification des impacts environnementaux par des indicateurs prédéfinis (acidification de l’air, eutrophisation aquatique, potentiel de réchauffement climatique, formation d’ozone photochimique…). Elle est souvent réduite à la seule métrique de la quantification du poids carbone (ou potentiel de réchauffement climatique), participant selon certains experts à une forme d’invisibilisation d’autres enjeux environnementaux que le projet doit adresser (biodiversité, qualité de l’air…), mais aussi des enjeux sociaux et sociétaux tels que l’inclusion. C’est ce que Jan Konietzko schématise par le “carbon vision tunnel” (2021).

Si elle semble parfois plus holistique et plus malléable dans ses métriques, l’approche par le métabolisme urbain reste par définition marquée par un recours massif aux méthodes quantitatives d’acquisition de la donnée. En effet, l’origine même de la métaphore métabolique repose sur un principe d’homéostasie : toutes les interactions prenant place au sein d’un métabolisme doivent être à l’équilibre pour que celui-ci fonctionne correctement.

Transposer le concept de ville-métabolisme en une méthodologie de projet

Mais que se passe-t-il concrètement, le long des flèches proportionnées de nos diagrammes de Sankey ? Quels enjeux spatiaux, sociaux, politiques, se jouent au cours des transferts et des transformations de la matière, de l’énergie ? C’est cette approche qualitative du métabolisme urbain que le chercheur Pierre Desvaux (2019) propose d’explorer par l’analyse des “voies métaboliques”.
C’est, entre autres sujets, cette piste holistique que la chaire “ville-métabolisme” se proposera d’explorer, afin d’identifier la manière dont les collaborations interdisciplinaires peuvent aider à surmonter les défis de la construction des mondes urbains du futur.

Pauline Detavernier, docteure en architecture et directrice recherche et développement chez PCA-STREAM

Bibliographie

Chiambaretta, P. (2018). « Dynamiques synergétiques des métabolismes urbains », in D’Arienzo, R et Younès, C (2018), Synergies urbaines : pour un métabolisme collectif des villes, Genève : Métis Presses, 141-157.
Desvaux, P. (2019). « Pour une approche qualitative du métabolisme urbain. L’exemple des voies métaboliques des déchets plastiques au Caire (Égypte) », in Flux 2019/2 (N° 116-117), pp. 147-160.
PCA-STREAM, Mazaud, L.-A. (2022). « Aux racines de la ville-métabolisme », Stream Voices n°5.
Rendgen, S. (2020). Le système Minard : Anthologie des représentations statistiques de Charles-Joseph Minard – Collection de l’Ecole nationale des ponts et chaussées.