L'expansion urbaine, souvent décrite comme l'expansion des villes, par l'automobile, vers des terres précédemment rurales ou non développées, est l'un des modèles de l'utilisation moderne des terres dans de nombreuses régions du monde. Bien qu'elle ait été motivée par des facteurs tels que l'accroissement de la population, la demande de logements et le désir de construire de plus grandes maisons et de grands chantiers, ses conséquences écologiques sont profondes.

Qu'est-ce que l'étalement urbain?

L'étalement urbain est une forme spécifique d'urbanisation caractérisée par plusieurs caractéristiques clés : développement à faible densité, séparation des utilisations des terres[ (résidentiel, commercial, industriel), dépendance importante des automobiles[, et évolution de la croissance[ qui passe au-dessus de parcelles non développées pour créer des subdivisions dispersées et des centres commerciaux à bande.

L'expansion urbaine est plus prononcée dans le monde entier en Amérique du Nord, mais elle s'accélère aussi dans les régions en urbanisation rapide en Asie, en Afrique et en Amérique latine. L'ONU prévoit qu'en 2050, près de 70 % de la population mondiale vivra dans les zones urbaines, et que cette croissance se produira en grande partie dans les zones périurbaines, ce qui exige un examen attentif du bilan environnemental exigé par une expansion extérieure non contrôlée.

Impact sur la biodiversité

L'effet le plus immédiat et le plus visible de l'étalement urbain sur les écosystèmes locaux est la perte et la fragmentation des habitats naturels. Lorsque les forêts, les prairies et les milieux humides sont défrichés pour les subdivisions et les routes, les communautés végétales et animales résidentes sont déplacées ou détruites.

Destruction et fragmentation de l'habitat

À mesure que les villes s'étendent vers l'extérieur, elles transforment divers paysages naturels en une mosaïque de pelouses, de toits, de chaussées et de couloirs d'utilité.Cette perte d'habitat est le principal facteur de déclin de la biodiversité dans les régions urbanisées.La fragmentation aggrave le problème en divisant les écosystèmes continus en petites parcelles déconnectées.

Baisse des espèces indigènes et propagation des espèces envahissantes

Les plantes non indigènes comme le kudzu, l'herbe à noeuds japonais et le tricheur s'épanouissent dans les sols perturbés et modifient les microclimats des banlieues étendues. Ces envahisseurs réduisent la disponibilité de sources alimentaires indigènes pour les insectes, les oiseaux et les mammifères. Par contre, la perte de végétation indigène s'est produite par le réseau alimentaire, affectant les pollinisateurs, les disperseurs de semences et les prédateurs.

Les exemples concrets de perte de biodiversité due à l'étalement sont nombreux :

  • Dans Californie, l'expansion urbaine a réduit l'étendue du gommage des sages côtiers et des prairies indigènes, entraînant des populations de ménés de Californie et de crevettes de la fée de San Diego menacées.
  • Dans le Midwestern United States, la fragmentation des forêts par suite du développement exurbain a réduit le succès de nidification des oiseaux migrateurs néotropicaux comme la grive à bois et l'oiseau au four.
  • Dans Asie du Sud-Est, l'étalement de villes comme Bangkok et Jakarta empiète sur les mangroves et les marais tourbeux, les habitats essentiels pour les oiseaux de rivage migrateurs et le singe proboscis en voie de disparition.

Services écosystémiques perdus

La biodiversité ne se limite pas aux espèces charismatiques, elle sous-tend les services de l'écosystème dont dépendent les communautés humaines. La pollinisation, la lutte antiparasitaire, le cycle des nutriments et la régulation des inondations dépendent toutes de communautés biologiques intactes et diverses. L'étalement urbain érode ces services. Par exemple, la perte d'abeilles et d'autres pollinisateurs en raison de la fragmentation de l'habitat peut réduire les rendements des cultures dans les zones agricoles adjacentes.

Effets sur les ressources en eau

L'étalement urbain modifie profondément l'hydrologie d'une région. La conversion de sols perméables en surfaces imperméables – routes, parkings, allées, toits – prévient l'infiltration de l'eau de pluie. Au lieu de cela, l'eau se précipite sur ces surfaces, ramasse les polluants et pénètre dans les eaux pluviales et les cours d'eau à grande vitesse.

Augmentation du ruissellement et des inondations

Dans les bassins versants naturels, environ 10 % des précipitations deviennent des ruissellements de surface; dans les zones très développées, ce chiffre peut atteindre 55 % ou plus. Les inondations éclairs deviennent plus fréquentes, surtout lorsque les infrastructures de drainage vieillissent. Il en résulte non seulement des dommages matériels, mais aussi des érosions des lit de ruisseau, des berges et des sédiments des habitats aquatiques. Par exemple, les faubourgs de Houston, au Texas, ont connu des inondations dévastatrices en 2017 et 2020 en partie à cause d'une couverture imperméable étendue qui a empêché l'absorption d'eau.

Pollution de l'eau

Le ruissellement des eaux pluviales est un vecteur important de polluants, des engrais et pesticides des pelouses aux huiles automobiles, aux métaux lourds et au sel de la route, le cocktail de contaminants qui se lave des surfaces suburbaines pénètre dans les lacs, les rivières et les estuaires voisins.Cela peut causer eutrophisation—les algues sont alimentées par l'excès d'azote et de phosphore—qui appauvrissent l'oxygène et tue les poissons.

Décharge des eaux souterraines

Ironiquement, alors que l'étalement génère plus de ruissellement, il réduit également la recharge des eaux souterraines. Les surfaces impervées scellent l'infiltration, et les grandes pelouses communes dans les développements tentaculaires nécessitent souvent une irrigation lourde, puisant les aquifères locaux. Dans des régions comme le Southweswestern United States, où l'eau est rare, l'étalement intensifie la concurrence pour les ressources en eau entre les utilisateurs urbains, l'agriculture et les écosystèmes naturels.

Stratégies d'atténuation pour la gestion de l'eau

Les collectivités peuvent adopter une série de pratiques de développement à faible impact (LID) pour atténuer les impacts hydrologiques étendus :

  • Infrastructure verte: Installation de jardins pluviaux, de bioswales et de chaussées perméables pour capturer et infiltrer les eaux pluviales à la source.
  • Récolte des eaux de pluie : Utilisation de citernes et de barils pour recueillir les eaux de ruissellement du toit pour l'irrigation, réduisant la demande d'approvisionnements municipaux.
  • Réhabilitation des terres humides : Rétablir les milieux humides naturels qui peuvent absorber les eaux d'inondation, filtrer les polluants et fournir un habitat.
  • Développement de la grappe: Concentrant des bâtiments sur une partie d'un site tout en préservant le reste comme espace ouvert, réduisant ainsi la couverture imperméable.

Un exemple notable est l'Initiative Portland, Oregon, Grey to Green, qui a transformé des centaines de blocs urbains avec des toits verts, des toits d'écorne et des planteurs de rue, démontrant que la modernisation des zones touchées par l'étalement peut améliorer la qualité de l'eau et réduire les débordements d'égouts combinés.

Changement climatique et expansion urbaine

L'étalement urbain et le changement climatique sont étroitement liés. L'étalement des modèles de développement contribue à la fois aux émissions de gaz à effet de serre et à l'aggravation des effets locaux d'un climat de réchauffement.

Émissions de transport

Les déplacements plus longs signifient une consommation de carburant plus élevée et des émissions de CO2 plus élevées par habitant. Un ménage dans une banlieue étendue peut émettre deux à quatre fois plus de gaz à effet de serre liés au transport qu'un ménage comparable dans un quartier compact et desservi par le transport. Le ministère des Transports des États-Unis note que les kilomètres parcourus par les véhicules augmentent fortement avec des réductions de densité, et que les VMT par personne dans les exurbes à grands terrains peuvent être deux fois plus élevés que dans les villes centrales.

Consommation d'énergie dans les bâtiments

Les maisons isolées dans les subdivisions étendues ne permettent souvent pas de gagner en efficacité grâce aux logements fixés (maisons de ville, appartements) ou aux systèmes énergétiques de district. De plus, le modèle d'expansion crée lui-même un effet île de chaleur— les toits et les chaussées obscurs absorbent le rayonnement solaire, ce qui augmente les températures locales de 2 à 5 °C par rapport aux zones rurales environnantes.

L'île de la chaleur urbaine et la santé publique

L'effet des villes qui s'étendent sur les îles de chaleur n'est pas seulement une question énergétique, mais aussi une atteinte directe à la santé humaine. Pendant les vagues de chaleur, les zones densément pavées et construites des zones métropolitaines qui s'étendent sur les régions de la ville piègent la chaleur, exacerbent les maladies et les décès liés à la chaleur.

Stratégies pour un développement urbain durable

Pour faire face aux effets de l'expansion sur le climat, il faut adopter un développement plus compact, à usage mixte et axé sur le transit.

  • Croissance intelligente: Concentrer le développement dans les zones urbaines existantes avec un réinvestissement dans l'infrastructure, plutôt que de sauter dans les champs verts.
  • Investissement en transport en commun: Élargir le transport en commun rapide, le rail léger et le train de banlieue pour offrir des solutions de rechange viables à la conduite.
  • Bâtiments écoénergétiques: Adopter des codes de construction rigoureux (par exemple LEED, Passive House) et moderniser les structures existantes pour réduire la consommation d'énergie.
  • Limitations de la croissance urbaine: Créer des limites légales qui limitent l'expansion extérieure tout en favorisant l'enfouissement. Portland, Oregon , La frontière de la croissance urbaine est un exemple bien connu qui a préservé les terres agricoles et les forêts environnantes pendant des décennies.

Coûts sociaux et économiques de l'expansion

Les dommages environnementaux causés par l'étalement urbain s'accompagnent de coûts sociaux et économiques importants qui affectent le bien-être et la santé financière des collectivités, et qui sont souvent disproportionnée pour les ménages à faible revenu et les communautés de couleur.

Impacts sur la santé humaine

Au-delà de la pollution par la chaleur et l'air, les schémas de développement qui s'étalent découragent l'activité physique en séparant les résidences des écoles, des magasins et des parcs par de longs trajets en voiture. Des taux plus faibles de marche et de vélo dans les zones étendues sont corrélés avec des taux plus élevés d'obésité, de diabète et de maladies cardiovasculaires. Une étude du CDC[ a révélé que les gens vivant dans des quartiers accessibles à pied accumulent 30 à 40 minutes d'activité physique par semaine de plus que ceux qui vivent dans des zones dépendantes de la voiture.

Coûts budgétaires et coûts d'infrastructure

L'expansion de la ville est coûteuse. Le développement de faible densité nécessite des pieds plus linéaires de routes, de conduites d'eau, d'égouts et de lignes électriques par ménage que le développement compact. Les municipalités doivent maintenir de vastes réseaux souvent étendus minces sur de grandes zones. À mesure que l'infrastructure vieillit, le coût de la réparation devient un lourd fardeau pour les assiettes fiscales locales.

Perte de terres agricoles et d'espaces ouverts

L'étalement urbain consomme certains des sols les plus fertiles du monde. La conversion des terres agricoles en subdivisions non seulement réduit la production alimentaire locale, mais élimine également les services écosystémiques fournis par les paysages agricoles, comme la séquestration du carbone dans les sols, la rétention des eaux de crue et l'habitat faunique (p. ex. pour les pollinisateurs). La perte d'espaces ouverts culturels et pittoresques réduit également les valeurs de propriété et le potentiel touristique des zones rurales.

L'engagement communautaire et l'éducation comme catalyseurs du changement

Pour faire face à l'expansion, il faut non seulement des solutions de planification technique, mais aussi un large soutien du public.

Sensibilisation par l ' éducation formelle

L'intégration de l'écologie urbaine et de l'utilisation durable des terres dans les programmes scolaires aide la prochaine génération à comprendre les liens entre les choix personnels, la conception communautaire et l'hygiène de l'environnement. Des voyages sur le terrain dans des zones humides restaurées, des projets d'infrastructures vertes et des jardins urbains peuvent rendre les leçons tangibles.

Science citoyenne et planification participative

Les activités de surveillance menées par la communauté, comme la Fédération nationale de la faune et de la flore sauvages ou les bioblitzes locaux, font connaître les espèces dans les zones urbaines et suburbaines. Ces données peuvent servir de base aux priorités de conservation et mettre en évidence les zones où la connectivité de l'habitat est nécessaire. De même, des ateliers de planification participative (parfois appelés charrettes) permettent aux résidents de faire connaître leurs préférences pour les rues à pied, les parcs et l'accès en transit, en rétorquant à l'hypothèse par défaut selon laquelle tout le monde veut une expansion à faible densité.

Plaidoyer et politiques

Les communautés instruites peuvent plaider en faveur de politiques d'utilisation des terres plus solides aux niveaux local et régional, notamment :

  • Les codes basés sur la forme qui régissent la forme et le placement des bâtiments au lieu de séparer les utilisations, permettant des quartiers à usage mixte.
  • Remplir les politiques de rues qui exigent de nouvelles routes pour accueillir les piétons, les cyclistes et les transitaires.
  • Transfert des droits de développement (DDT) programmes qui permettent aux propriétaires fonciers de vendre des crédits de développement de zones sensibles aux promoteurs qui construisent dans des zones de croissance désignées.
  • Zone de zonage à l'exclusion qui prévoit des logements abordables dans le cadre de nouveaux développements, réduisant la ségrégation économique et les coûts de transport pour les ménages à faible revenu.

Des villes comme Mineapolis et Salt Lake City[ ont récemment éliminé le zonage unifamiliale, permettant des duplex et des triplex sur des terrains précédemment réservés aux maisons individuelles.

Conclusion : Un chemin à parcourir pour passer de l'étalement à la durabilité

L'étalement urbain n'est pas un sous-produit inévitable de la croissance, mais un choix, façonné par des décennies de décisions politiques qui ont favorisé le développement automobile et à faible densité. Les effets sur les écosystèmes locaux sont graves : déclin de la biodiversité, pollution et épuisement des ressources en eau, accélération du changement climatique, dégradation de la santé humaine et du bien-être des communautés. Pourtant, les outils pour inverser ces tendances sont à portée de main.